He Thong Dieu Khien Thang May

Lời nói đầu

Trong thời đại ngày nay thang máy có vai trò quan trọng cho sự phát triển xã hội.

Thang máy giúp cho công việc con người đi lại, vận chuyển hàng hóa nhanh hơn do

yêu cầu của con người ngày càng cao để đáp ứng nhu cầu đó thì thang máy cũng có

sự thay đổi theo để đáp ứng nhu cầu đó. Thang máy ngày càng hiện đại và thông

minh hơn.

Hiện nay ở nước ta cùng với sự tăng trưởng mạnh mẽ của nền kinh tế quốc gia kéo

theo nhu cầu về đô thị hóa tăng cao. Các dự án đầu tư lớn về cơ sở hạ tầng, khu đô thị

mới, chung cư cao cấp, trung tâm thương mại được xây dựng ngày càng nhiều vì vậy

nhu cầu sử dụng thang máy cũng tăng lên.

Do nhu cầu con người ngày càng cao đòi hỏi phải có những thang máy theo yêu cầu

Trong đồ án tốt nghiệp này chỉ tập trung nguyên cứu về điều khiển thang máy và

nhóm thực hiện đồ án đưa ra được thuật toán cho điều khiển thang máy, dùng thuật

toán đó để viết chương trình điều khiển thang máy sử dụng thiết bị PLC S7-200. Do

không có điều kiện thử nghiệm chương trình trên thiết bị thực nên nhóm thực hiện đã

dùng ngôn ngữ lập trình visual Basic viết chương trình mô phỏng cho thang máy

dùng thuật toán trên.

Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do thời gian giới hạn và khả năng cho phép nên luận

văn này còn những chỗ sai sót và kết quả không được hoàn toàn thỏa mãn như mong

muốn. Nhóm thực hiện rất mong được quý thầy cô góp ý và chỉ dẫn, để nhóm thực

hiện có thể vững vàng hơn trong công việc vì có những kinh nghiệm quý báu này.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

………………………………………

Ngày tháng năm 2009

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

.


GIÁO VIÊN DUYỆT

Lời Cảm Ơn

Sinh viên thực hiện xin bày tỏ lịng biết ơn đến Thầy Nguyễn Việt Hùng với cương vị

người hướng dẫn chính của đề tài đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đồ

án

Sinh viên thực hiện cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong trường Đại Học

Sư Phạm Kỹ Thuật đã tận tình dạy dỗ và truyền thụ những kinh nghiệm quý báu trong

suốt thời gian qua.

Cuối cùng sinh viên thực hiện xin chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu tham

khảo trong tập báo cáo này và sự đóng góp ý kiến cuả tất cả các bạn sinh viên trong

suốt quá trình thực hiện đồ án này.


Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC trang

Lời nói đầu

Phần A Giới Thiệu

1. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

2. Lời cảm ơn

3. Mục lục

Phần B Nội Dung CHƯƠNG I: DẪN NHẬP

1.1 Đặt vấn đề…………………………………………………………………. 1

1.2 Giới hạn đề tài……………………………………………………………... 1

1.3 Mục đích nghiên cứu……………………………………………………….. 1

CHƯƠNG II: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THANG MÁY

2.1 Giới thiệu chung về thang máy…………………………………………………. 2

2.1.1- Sơ lược về sự phát triển thang máy……………………………………………….2

2.1.2- khái niệm thang máy……………………………………………………... 3

2.1.3 - Phân loại thang máy………………………………………………………6

2.1.4 - Kết cấu của thang máy……………………………………………………8

2.1.5 - Chức năng của một số bộ phận

và thiết bị chuyên dùng trong thang máy ……………………………… 10

2.1.6 - Những thiết bị đặc biệt dùng trong thang máy hiện đại…………………18

2.2 Các yêu cầu đối với thang máy…………………………………………………21

2.2.1 - Yêu cầu về an toàn điều khiển trong thang máy……………………… 21

2.2.2 - Dừng chính xác buồng thang…………………………………………… 21

2.2.3 - Tốc độ, gia tốc và độ giật đối với

hành trình truyền động thang máy……………………………………. 25

2.2.4 - Các hệ thống bảo vệ sự cố ………………………………………….. 27

CHƯƠNG III: CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

VÀ ĐIỀU KHIỂN CHO THANG MÁY

3.1 Các hệ thống truyền động điện ……………………………………………….. 28

3.1.1 - Hệ truyền động máy phát - động cơ điện một chiều…………………… 28

3.1.2 - Hệ truyền động chỉnh lưu thyristor - động cơ điện một chiều ………… 30

3.1.3 - Hệ truyền động xoay chiều ……………………………………………. 34

3.1.5 - Lựa chọn phương án truyền động cho hệ truyền động cabin ………….. 39

3.2 Các hệ thống điều khiển thang máy …………………………………………... 41

3.2.1- Hệ thống điều khiển thang máy sử dụng các phần tử có tiếp điểm …….. 41

3.2.2- Hệ thống điều khiển thang máy sử dụng các phần tử phi tiếp điểm…… 45

3.2.3 - Hệ thống điều khiển thang máy sử dụng thiết bị điều khiển

logic khả trình (PLC) ………………………………………………….. 47

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY ỨNG DỤNG

PLC S7- 200 VÀ BIẾN TẦN THANG MÁY FUJI

4.1 - Giới thiệu về PLC S7 - 200……………………………………………… 49

4.1.1 – Tổng quan về thiết bị điều khiển PLC …………………………… 49

4.1.2 – Bộ điều khiển PLC S7 - 200 ………………………………… 60 4.2- Giới thiệu biến tần thang máy ……………………………………………… 67

4.2.1 Tiện ích khi sử dụng biến tần………………………………………… 68

4.2.2. Phạm vi sử dụng……………………………………………………… 68

4.2.3. Chú ý khi sử dụng của biến tần…………………………………………68

4.2.4. Giới Thiệu Biến Tần FUJI Và

Thông Số Kỹ Thuật của biến tần thang máy Fuji………………………. 69

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ

5.1. Thiết kế phần cứng………………………………………………………. 73

5.1.1 Thiết kế bộ nút nhấn cho thang máy……………………………….. 73

5.1.2 Bố trí các sensor và các cờ tác động cho sensor…………………… 75

5.1.3 Sơ đồ nguyên lý chung………………………………………………76

5.2 Thiết kế phần mềm ……………………………………………………….. 77

5.2.1 Tối ưu hoá chương trình điều khiển thang máy……………………... 77

5.2.2 Luật điều khiển tối ưu theo chiều chuyển động................................... 77

5.2.3. - Thuật toán tối ưu điều khiển thang máy .......................................... 80

5.2.3.1- Thuật toán xử lý phím đến tầng..................................................... 82

5.2.3.2- Thuật toán xử lý phím gọi xuống.................................................. 83

5.2.3.3- Thuật toán xử lý phím gọi lên ...................................................... 84

5.2.3.4- Thuật toán chương trình con đọc bàn phím ................................. 85

5.2.3.5- Thuật toán chương trình con đóng mở cửa thang máy ................ 86

5.2.3.6- Thuật toán chương trình chính điều khiển thang máy

5.2.4. Chương trình điều khiển thang máy sử dung PLC S7 – 200 ........... 87

* Quy định các chân vào ra của PLC ..................................................... 87

* Chương trình điều khiển dạng LAD..................................................... 91

5.3. Thông số cài đặt cho biến tần FUJI............................................................. 123

5.4. Thiết kế mô hình mô phỏng trên máy tính................................................. 127

5.4.1- Mục đích ........................................................................................... 127

5.4.2- Giao diện của chương trình............................................................... 128

5.4.3- Mã lệnh của chương trình.................................................................. 129

5.4.4- Hướng dẫn sử dụng chương trình …………………………………. 143

CHƯƠNGVI: MÔ PHỎNG

6.1 Yêu cầu thực thế.......................................................................................... 144

6.2 Mô phỏng.................................................................................................... 145

CHƯƠNG VII: KẾT QUẢ

7.1.Kết quả........................................................................................................ 146

7.2 Kết luận....................................................................................................... 146

7.3. Hướng phát triển......................................................................................... 146

PHẦN C: TÀI LIỆU THAM KHẢO

ðồ án tốt nghiệp trang

Chương I: Dẫn Nhập

1

PHẦN B NỘI DUNG

CHƯƠNG I

DẪN NHẬP

1.1 ðặt vấn ñề:

Hiện nay, cùng với sự tăng trưởng mạnh mẽ của nền kinh tế quốc gia kéo theo nhu cầu về ñô

thị hóa tăng cao. Các dự án ñầu tư lớn về cơ sở hạ tầng, khu ñô thị mới, chung cư cao cấp,

trung tâm thương mại ñược xây dựng ngày càng nhiều. Do vậy, nhu cầu sử dụng thang máy

ở Việt Nam hiện nay rất cao, và ngành thang máy phát triển rất nhanh. ðể ñáp ứng nhu cầu

ngày càng cao ñó và ñáp ứng nhu cầu cần những kĩ sư giỏi về thang máy cho xã hội, vì vậy

nhóm thực hiện ñề tài “thiết kế hệ thống ñiều khiển thang máy”.

1.2 Giới hạn ñề tài

Trong ñồ án tốt nghiệp này do không có ñủ ñiều kiện ñể thực hiện mô hình nên nhóm thực

hiện ñề tài chỉ thực hiện mô phỏng quá trình hoạt ñộng của thang máy trên phần mềm mô

phỏng viết bằng ngôn ngữ lập trình Visual basic

1.3 Mục ñích nghiên cứu

Tìm hiểu thang máy và trên cơ sở ñó ñưa ra giải thuật ñể ñiều khiển thang máy. Tính toán

công suất cho phù hợp nhất

Muốn nắm bắt nhanh công nghệ của các nước ñi trước trong quá trình phát triển, ñiều khiển

cấu tạo thang máy.

Nghiên cứu chế tạo ra thang máy với chức năng và giá thành phù hợp với thị trường Việt

Nam.

Yêu cầu:

• Trong thang máy an toàn trong quá trình vận hành là phải cao.

• ðảm bảo thời gian phục vụ là nhỏ nhất


Chương II: Những vấn ñề chung về thang máy

2

CHƯƠNG II

NHỮNG VẤN ðỀ CHUNG VỀ THANG MÁY

2.1. Giới Thi ệu Chung Về Thang Máy

2.1.1 Sơ lược về lịch sử phát tri ển của thang máy

2.1.1.1. Lịch sử phát triển của thang máy trên thế giới

Cuối thế kỷ thứ 19, trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra ñời như OTIS,

Schindler. Chiếc thang máy ñầu tiên ñã ñược chế tạo và ñưa vào sử dụng của hãng thang

máy OTIS (Mỹ) năm 1853. ðến năm 1874, hãng thang máy Schindler (Thụy Sỹ) cũng ñã

chế tạo thành công những thang máy khác. Lúc ñầu bộ tời kéo chỉ có một tốc ñộ, cabin có

kết cấu ñơn giản, cửa tầng ñóng mở bằng tay, tốc ñộ di chuyển của cabin thấp.

ðầu thế kỷ thứ 20, có nhiều hãng thang máy khác ra ñời như KONE (Phần Lan), FUJI,

MITSUBISHI, NIPPON, TOSHIBA (Nhật Bản), EITA, THYSSEN (Tây Ban nha),

SABIEM (ý)….ñã chế tạo các loại thang máy có tốc ñộ cao, tiện nghi trong cabin tốt hơn và

êm hơn.

Vào ñầu những năm 1970, thang máy ñã chế tạo ñạt tới tốc ñộ 450m/phút, những thang máy

chở hàng ñã có tải trọng nâng tới 30 tấn ñồng thời cũng trong khoảng thời gian này ñã có

những thang máy thủy lực ra ñời. Sau một khoảng thời gian rất ngắn với tiến bộ của các

ngành khoa học khác, tốc ñộ thang máy ñã ñạt tới 600m/phút. Vào những năm 1980, ñã xuất

hiện hệ thống ñiều khiển ñộng cơ mới bằng phương pháp biến ñổi ñiện áp và tần số VVVF

(inverter). Thành tựu này cho phép thang máy hoạt ñộng êm hơn, tiết kiệm ñược khoảng

40% công suất ñộng cơ.

ðồng thời, cũng vào những năm này ñã xuất hiện loại thang máy dùng ñộng cơ ñiện cảm

ứng tuyến tính.

Vào ñầu những năm 1990, trên thế giới ñã chế tạo những thang máy có tốc ñộ ñạt tới

750m/phút và các thang máy có tính năng kỹ thuật ñặc biệt khác.



3

2.1.1.2. Lịch sử phát triển thang máy ở việt nam

Trước ñây thang máy ở Việt nam ñều do Liên xô cũ và một số nước ðông âu cung cấp.

Chúng ñược sử dụng ñể vận chuyển trong công nghiệp và chở người trong các nhà cao tầng,

tuy nhiên số lượng còn rất khiêm tốn. Trong những năm gần ñây, do nhu cầu thang máy tăng

mạnh, một số hãng thang máy ñã ra ñời nhằm cung cấp, lắp ñặt thiết bị thang máy theo hai

hướng là:

- Nhập thiết bị toàn bộ của các hãng nước ngoài, thiết bị hoạt ñộng tốt, tin cậy, nhưng với

giá thành rất cao.

- Trong nước tự chế tạo phần ñiều khiển và một số phần cơ khí ñơn giản khác.

Bên cạnh ñó, một số hãng thang máy nổi tiếng ở các nước ñã giới thiệu và bán sản phẩm của

mình vào Việt nam như: OTISW (Hoa kỳ), NIPPON (Nhật bản), HUYNDAI (Hàn quốc).

Về công nghệ thì các hãng luôn ñổi mới còn mẫu thì phổ biến ở hai dạng:

+ Hệ thống truyền ñộng dùng ñộng cơ ñiện với ñối trọng thông thường.

+ Hệ thống nâng hạ buồng thang bằng thuỷ lực.

Các hệ thống thang máy truyền ñộng bằng ñộng cơ ñiện hiện ñại phổ biến là dùng kỹ thuật

vi xử lý kết hợp với ñiều khiển vô cấp tốc ñộ ñộng cơ ñiện.

2.1.2. Khái niệm chung.

Thang máy là thiết bị vận tải dùng ñể vận chuyển hàng hoá và người theo phương thẳng

ñứng. Hình dáng tổng thể của thang máy chở khách ñược giới thiệu tổng thể như ở hình 2.1



4

Hình 2.1 Hình dáng tổng thể của thang máy

Thang máy dùng trong các công trình xây

dựng, trong các nhà máy, xí nghiệp hoặc

trong các công trình nhà dân dụng. Xuất phát

từ nhu cầu thực tế cần dùng máy ñể nâng hạ

các thiết bị trong các công trình xây dựng, vận

chuyển hàng hoá nặng hoặc vật liệu xây dựng

lên các tầng cao, vận chuyển người trong các

toà nhà cao tầng nên thang máy xuất hiện

tương ñối sớm. Xuất phát là thang máy tải

hàng từ thế kỷ 19, dùng ñể giải quyết vấn ñề

vận tải hàng hoá và vật liệu xây dựng, nhưng

khi ñó khâu an toàn chưa ñược thiết kế thoả

mãn ñể dùng chở người.Sau này khi mức ñộ

kinh tế phát triển nhiều nhà cao tầng mọc lên

vì vậy nhu cầu vận chuyển người trong các

nhà cao tầng ở ñô thị là một ñiều rất bức bách,

người ta ñã ñầu tư nhiều ñể nghiên cứu về hệ

thống phanh cho thang máy, và một kỹ sư

người mỹ là Otis ñã thành công trong việc chế

tạo ra hệ thống phanh an toàn cho thang máy,

mở ra một ngành công nghiệp chế tạo thang

máy cho nhà cao tầng, góp phần phát triển

mạnh mẽ cho tốc ñộ phát triển ñô thị hoá của

toàn thế giới.

Với một toà nhà cao tầng thì chi phí cho việc

trang bị hệ thống thang máy chiếm một phần

không nhỏ trong vốn ñầu tư cơ bản (ñối với nhà >20 tầng thì nó chiếm ≈ 20% giá thành toàn

bộ ngôi nhà), nhưng việc sử dụng thang máy, máy nâng trong các hạng mục công trình sẽ

làm giảm ñáng kể thời gian xây dựng, giảm bớt sức người (khoảng 10 lần), giảm ñáng kể chi

phí xây dựng cơ bản. Việc sử dụng thang máy trong các toà nhà cao tầng, trong khách sạn,



5

công sở sẽ làm giảm ñáng kể thời gian, sức người, góp phần lớn vào việc khai thác các toà

nhà cao tầng, vào các mục ñích kinh doanh và sinh hoạt.

Phụ tải của thang máy thay ñổi trong một phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc vào lượng hành

khách ñi lại trong một ngày ñêm và hướng vận chuyển hành khách. Ví dụ như thang máy lắp

ñặt trong nhà hành chính, buổi sáng ñầu giờ làm việc hành khách ñi nhiều nhất theo chiều

nâng, còn buổi chiều cuối giờ làm việc sẽ là lượng hành khách nhiều nhất ñi

theo chiều xuống. Bởi vậy khi thiết kế thang máy, phải tính cho phụ tải “ xung ” cực ñại

Lượng hành khách ñi thang máy trong thời ñiểm cao nhất ñược tính trong thời gian 5 phút,

ñược tính theo biểu thức sau:

N.100

a)iA(NQ5'

−=

Trong ñó:

A – tổng số người làm việc trong ngôi nhà

N – số tầng của ngôi nhà

a – số tầng mà người làm việc không sử dụng thang máy ( thường lấy a=2)

i/100 – chỉ số cường ñộ vận chuyển hành khách, ñặc trưng cho số lượng khách ( biểu diễn

dưới dạng % ) khi ñi lên hoặc xuống trong thời gian 5’

ðại lượng Q5’ phụ thuộc vào tính chất của ngôi nhà mà thang máy phục vụ: ñối với nhà

trung cư Q5’% = ( 4÷6 ) %; khách sạn Q5’% = ( 7÷10 ) %; công sở Q5’% = ( 12÷20 ) %; của

giảng ñường các trường ñại học Q5’% = ( 20÷35 ) %

Năng suất của thang máy chính là số lượng hành khách mà thang máy vận chuyển theo một

hướng trên một ñơn vị thời gian và ñược tính theo biểu thức sau:

∑+=

ntv

2H3600E

P

Trong ñó:

P- là năng suất của thang máy tính cho một giờ

E- trọng tải ñịnh mức của thang máy ( số lượng người ñi ñược cho một lần vận chuyển của

thang máy ).



6

H- chiều cao nâng ( hạ ),

v- tốc ñộ di chuyển của buồng thang

∑ nt - tổng thời gian khi thang máy dừng ở mỗi tầng ( thời gian ñóng, mở cửa buồng thang,

cửa tầng, thời gian ra, vào của hành khách ) và thời gian tăng, giảm tốc của buồng thang

654d321n ttt1))(mtt(tt ++++++=∑

Trong ñó :

t1- thời gian tăng tốc

t2- thời gian giảm tốc

t3- thơi gian mở, ñóng cửa

t4- thời gian ñi vào của một hành khách

t5- thời gian ñi ra của một hành khách

t6- thời gian khi buồng thang chờ khách ñến chậm

md- số lần dừng của buồng thang (tính theo xác suất).

Số lần dừng md (tính theo xác suất có thể xác ñịnh dựa trên ñồ thị hình 2. 2)

Hình 2.2. ðồ thị xác ñịnh số lần dừng ( tính theo xác suất ) của buồng thang

md - Số lần dừng ; mt - Số tầng ; E - Số người trong buồng thang

Theo biểu thức ta thấy rằng năng xuất của thang máy tỉ lệ thuận với trọng tải của buồng

thang E và tỉ lệ nghịch với ∑ nt , ñặc biệt là với thang máy có trọng tải lớn

E = 21 người

E = 16 người

E = 13 người

E = 10 người

E = 5 người

mt

md



7

2.1.3. Phân loại thang máy

Thang máy hiện nay ñã ñược thiết kế và chế tạo rất ña dạng, với nhiều kiểu, loại khác nhau

ñể phù hợp với từng mục ñích của từng công trình, có thể phân loại thang máy theo các

nguyên tắc và ñặc ñiểm sau.

2.1.3.1. Phân loại theo chức năng :

a. Thang máy chở người :

- Thang máy chở người trong các nhà cao tầng : Có tốc ñộ chậm hoặc trung bình, ñòi hỏi

vận hành êm, yêu cầu an toàn cao và có tính mỹ thuật.

- Thang máy dùng trong các bệnh viện: ðảm bảo tuyệt ñối an toàn, tối ưu về tốc ñộ di

chuyển và có tính ưu tiên ñáp ứng ñúng các yêu cầu của bệnh viện.

- Thang máy dùng trong các hầm mỏ, xí nghiệp: ðáp ứng ñược các ñiều kiện làm việc nặng

nề trong công nghiệp như tác ñộng môi trường về ñộ ẩm, nhiệt ñộ, thời gian làm việc, ăn

mòn ...

b. Thang máy chở hàng:

ðược sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ngoài ra nó còn ñược dùng trong nhà ăn, thư viện

... Loại này có ñòi hỏi cao về việc dừng chính xác buồng thang ñể ñảm bảo hàng hoá lên

xuống dễ dàng, tăng năng suất lao ñộng.

2.1.3.2. Phân loại theo tốc ñộ di chuyển:

- Thang máy tốc ñộ chậm v = 0,5 m/s : Hệ truyền ñộng buồng thang thường sử dụng ñộng

cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc hoặc dây quấn, yêu cầu về dừng chính xác không cao.

- Thang máy tốc ñộ trung bình v = (0,75 ÷ 1,5) m/s : Thường sử dụng trong các nhà cao

tầng, hệ truyền ñộng buồng thang là truyền ñộng một chiều.

- Thang máy cao tốc v = (2,5 ÷5) m/s : Sử dụng hệ truyền ñộng một chiều hoặc truyền ñộng

bộ biến tần - ñộng cơ xoay chiều ba pha, hệ thống ñiều khiển sử dụng các phần tử cảm biến

phi tiếp ñiểm, các phần tử ñiều khiển lôgic, các vi mạch cỡ lớn lập trình ñược hoặc các bộ vi

xử lý.

2.1.3.3. Phân loại theo trọng tải:

- Thang máy loại nhỏ Q < 160kG.

- Thang máy trung bình Q = 500 ÷ 200kG.

- Thang máy loại lớn Q > 2000 kG.



8

2.1.4. Kết cấu cơ khí và trang thiết bị của thang máy

Mặc dù thang máy có kết cấu ña dạng nhưng

trang

thiết bị chính của thang máy gồm có : Buồng

thang, tời nâng, cáp treo buồng thang, ñối trọng,

ñộng cơ truyền ñộng, phanh hãm ñiện từ và các

thiết bị ñiều khiển.

Tất cả các thiết bị của thang máy ñược bố trí

trong giếng buồng thang (khoảng không gian từ

trần của tầng cao nhất ñến mức sâu của tầng 1),

trong buồng máy ( trên trần của tầng cao nhất)

và hố buồng thang (dưới mức sàn tầng 1).

Bố trí các thiết bị của thang máy ñược biểu diễn

trên hình 2.3

Các thiết bị của thang máy gồm :

1. ðộng cơ ñiện

2. Puli

3.Cáp treo

4.Bộ phận hạn chế tốc ñộ

5.Buồng thang

6.Thanh dẫn hướng

7. Hệ thống ñối trọng

8. Trụ cố ñịnh

9 Puli dẫn hướng

10. Cáp liên ñộng

11. Cáp cấp ñiện

12. ðộng cơ ñóng mở của

Hình 2.3. kết cấu cơ khí của thang máy



9

+ Cơ cấu nâng

Buồng máy lắp hệ thống tời nâng – hạ buồng thang (Puli hoặc tang quấn cáp), hộp giảm tốc,

phanh hãm ñiện từ và ñộng cơ truyền ñộng. Tất cả các bộ phận trên ñược lắp trên tấm ñế

bằng thép. Trong thang máy thường dùng hai cơ cấu nâng hình 2.4)

Hình 2. 4. Cơ cấu nâng

a) Cơ cấu nâng có hộp tốc ñộ; b) cơ cấu nâng không có hộp tốc ñộ.

1. ðộng cơ truyền ñộng ; 2) Phanh hãm ñiện từ ; 3) Hộp tốc ñộ;

4) Bộ phận kéo cáp (Puli hoặc tang nâng)

- Cơ cấu nâng có hộp tốc ñộ

- Cơ cấu nâng không dùng hộp tốc ñộ

Cơ cấu nâng không có hộp tốc ñộ thường ñược sử dụng trong các thang máy

tốc ñộ cao.

+ Tủ ñiện: Trong tủ ñiện lắp ñặt cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ các rơ le trung

gian và các bộ ñiều khiển.

+ Puli dẫn hướng 2

+ Bộ phận hạn chế tốc ñộ 4 làm việc phối hợp với phanh bảo hiểm bằng cáp liên ñộng 10 ñể

hạn chế tốc ñộ di chuyển của buồng thang.



10

2.1.4.1. Thiết bị lắp trong giếng thang máy.

+ Buồng thang (cabin): trong quá trình làm việc buồng thang 5 di chuyển trong giếng thang

dọc theo các thanh dẫn hướng 6. Trên nóc buồng thang có lắp các phanh bảo hiểm, ñộng cơ

truyền ñộng ñóng mở cửa buồng thang 12. Trong buồng thang lắp ñặt hệ thống các nút bấm

ñiều khiển, hệ thống ñèn báo, ñèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên ñộng với sàn của

buồng thang và ñiện thoại liên lạc với bên ngoài trong trường hợp thang máy mất ñiện hoặc

có sự cố. Cung cấp ñiện cho buồng thang máy bằng dây cáp ñiện mềm 11

+ Hệ thống cáp treo 3 là hệ thống cáp hai nhánh một ñầu nối với buồng thang và nhánh còn

lại nối với ñối trọng 7 cùng với Puli dẫn hướng 9.

+ Trong giếng thang máy còn lắp ñặt các bộ cảm biến vị trí dùng ñể chuyển ñổi tốc ñộ ñộng

cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng, hạ của thang máy

2.1.4.2. Các thiết bị lắp ñặt trong hố giếng thang máy.

Trong hố giếng thang máy lắp ñặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.6), là hệ thống giảm xóc

dùng lò xo và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va ñập của buồng thang và ñối trọng xuống sàn của

giếng thang máy trong trường hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình di chuyển xuống

bị sự cố (không hoạt ñộng).

2.1.5. Chức năng của một số bộ phận và thiết bị chuyên dùng trong thang máy

a. Cabin (buồng thang): là một phần tử chấp hành quan trọng nhất trong thang máy , nó sẽ

là nơi chứa hàng , chở người ñến các tầng , do ñó phải ñảm bảo các yêu cầu ñề ra về kích

thước, hình dáng , thẩm mỹ và các tiện nghi trong ñó.

Hoạt ñộng của cabin là chuyển ñộng tịnh tiến lên xuống dựa trên ñường trượt, là hệ thống

hai dây dẫn hướng nằm trong một phẳng ñể ñảm bảo chuyển ñộng êm nhẹ, chính xác không

dung dật trong cabin trong quá trình làm việc. ðể ñảm bảo cho cabin hoạt ñộng ñều cả trong

quá trình lên và xuống , có tải hay không có tải người ta xử dụng một ñối trọng có chuyển

ñộng tịnh tiến trên hai thanh khác ñồng phẳng giống như cabin nhưng chuyển ñộng ngược

chiều với cabin do cáp ñược vắt qua puli kéo.

Do trọng lượng của cabin và trọng lượng của ñối trọng ñã ñược tính toán tỷ lệ và kỹ lưỡng

cho nên mặc dù chỉ vắt qua puli kéo cũng không xảy ra hiện tượng trượt trên pulicabin,hộp



11

giảm tốc ñối trọng tạo nên một cơ hệ phối hợp chuyển ñộng nhịp nhàng do phần khác ñiều

chỉnh ñó là ñộng cơ.

b. ðộng cơ: là khâu dẫn ñộng hộp giảm tốc theo một vận tốc quy ñịnh làm quay puli kéo

cabin lên xuống. ðộng cơ ñược sử dụng trong thang máy là ñộng cơ 3 pha rôto dây quấn

hoặc rôto lồng sóc, vì chế ñộ làm việc của thang máy là ngắn hạn lặp lại cộng với yêu cầu sử

dụng tốc ñộ, momen ñộng cơ theo một dải nào ñó cho ñảm bảo yêu cầu về kinh tế và cảm

giác của người ñi thang máy. ðộng cơ là một phần tử quan trọng ñược ñiều chỉnh phù hợp

với yêu cầu nhờ một hệ thống ñiện tử ở bộ xử lý trung tâm.

c. Phanh: là khâu an toàn, nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin ñứng im ở các vị trí dừng

tầng, khối tác ñộng là hai má phanh sẽ kẹp lấy tang phanh, tang phanh gắn gắn ñồng trục với

trục ñộng cơ. Hoạt ñộng ñóng mở của phanh ñược phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm

việc của ñông cơ.

* Phanh hãm ñiện từ: Là bộ phận không thể thiếu trong các cơ cấu chính của thang máy

dùng ñể dừng nhanh các cơ cấu, dùng ñể dừng chính xác buồng thang. Phanh hãm ñiện từ

dùng trong thang máy thường có ba loại : phanh guốc, phanh ñai, phanh ñĩa nguyên lý hoạt

ñộng của các loại phanh trên về cơ bản là giống nhau. Khi ñộng cơ truyền cơ cấu ñóng vào

lưới ñiện, thì ñồng thời cuộn dây của nam châm phanh hãm cũng có ñiện. Lực hút của nam

châm thắng lực cản của lò xo, má phanh sẽ giải phóng khỏi trục ñộng cơ ñể ñộng cơ làm

việc. Khi mất ñiện cuộn dây của nam châm của phanh hãm cũng mất ñiện. Lực căng của lò

xo sẽ ép chặt má phanh vào trục ñộng cơ ñể hãm.

- Cấu tạo của phanh hãm ñiện từ kiểu guốc ñược biểu diễn trên hình 2.5

- Cấu tạo của phanh hãm ñiện từ kiểu ñĩa ñược giới thiệu trên hình 2.6



12

1,7 cánh tay ñòn của cơ cấu pha

2. Lõi cuả lò xo

3. Lò xo

4. Giá ñịnh hướng

5. Vòng ñệm chặn

6. Bánh ñai phanh

8. Cuộn dây của nam châm ñiện

9. Guốc phanh và má phanh

1. Gujông

2. ðĩa phanh quay

3. ðĩa

4. Lò xo ép

5. Nam châm ñiện

Cấu tạo của phanh ñĩa gồm các phần

chính sau: ñĩa phanh quay 2 ñược nối

với trục của cơ cấu, lò xo ép 4, nam

châm ñiện 5. Phần ứng của nam châm

ñược bắt chặt với ñĩa 3. Số lượng của

nam châm ñiện và Gujông cùng hướng 1

có 3 cái, phân bố ñều theo ñường tròn

của cơ cấu phanh với góc lệch nhau 120o.

ðĩa phanh 3 có thể di chuyển tự do dọc

Hình 2.5 Cấu tạo của phanh

Hình 2.6 Cấu tạo của phanh ñĩa



13

theo gujông 1. Khi cấp ñiện cho cuộn dây của nam châm, lực ñiện từ sẽ kéo phần ứng cùng

ñĩa phanh 3, giải phóng trục của cơ cấu.

* Phanh bảo hiểm (có một số tên gọi khác như: Phanh dù hoặc cơ cấu tổ ñớp ). Chức năng

của phanh bảo hiểm là hạn chế tốc ñộ di chuyển của buồng thang vượt quá giới hạn cho

phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép chặt vào hai thanh dẫn hướng trong

trường hợp bị ñứt cáp treo. Về kết cấu và cấu tạo của phanh bảo hiểm có 3 loại :

- Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng ñể hãm khẩn cấp

- Phanh bảo hiểm kiểu kìm dùng ñể hãm êm

- Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm dùng ñể hãm khẩn cấp

Phanh bảo hiểm lắp ñặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trượt dọc theo thanh dẫn

hướng 1. Nằm giữa hai cánh tay ñầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt với hệ truyền lực trục

vít và tang – bánh vít 4. Hệ truyền lực bánh vít – trục vít có hai dạng ren: bên phải là ren

phải còn phần bên trái là ren trái. Khi tốc ñộ của buồng thang thấp hơn trị số giới hạn tối ña

cho phép, nêm 5 ở hai ñầu của trục vít ở vị trí xa nhất so với tang – bánh vít 4, làm cho hai

gọng kìm 2 trượt bình thường theo thanh dẫn hướng 1. Trong trường hợp tốc ñộ của buồng

thang vượt quá giới hạn cho phép tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều ñể kéo dài hai ñầu

nêm 5 về phía mình, làm cho hai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh dẫn hướng, kết quả sẽ hạn

chế ñược tốc ñộ di chuyển của buồng thang và trong trường hợp bị ñứt cáp treo, sẽ giữ chặt

buồng thang vào hai thanh dẫn hướng.

Hình 2.7 Phanh bảo hiểm kiểu kìm

1. Thanh dẫn hướng ;2. Gọng kìm ; 3. Dây cáp liên ñộng với bộ hạn chế tốc ñộ

4. Tang – bánh vít ; 5. Nêm



14

Hình 2.8

d. Bộ hạn chế tốc ñộ kiểu vòng cáp kín :

Bộ hạn chế tốc ñộ ñược ñặt ở ñỉnh thang và ñược ñiều khiểnt bởi một vòng cáp kín truyền từ

buồng thang qua puli của bộ ñiều tốc vòng xuống dưới một puli cố ñịnh ở ñáy giếng thang.

Cáp này chuyển ñộng với tốc ñộ bằng tốc ñộ của buồng thang và ñược liên kết với các thiết

bị an toàn. Khi tốc ñộ của Cabin vượt quá giá trị cực ñại cho phép, thiết bị kéo cáp do bộ

ñiều tốc ñiều khiển sẽ giữ vòng cáp của bộ ñiều tốc, cáp bị tác dụng của một lực kéo. Lực

này sẽ tác ñộng vào thiết bị an toàn cho buồng

thang như ngắt mạch ñiện ñộng cơ, ñưa thiết bị

chống rơi vào làm việc.

Nguyên lý làm việc của bộ hạn chế tốc ñộ ñược

minh hoạ trên hình 1.8

Cáp 2 treo vòng qua puli 1, puli 1 quay ñược là nhờ

chuyển ñộng của cáp qua ròng rọc cố ñịnh 9. Ròng

rọc này dẫn hướng cho cáp. Trường hợp cáp bị ñứt

hay bị trượt thì vận tốc Cabin tăng lên, puli 1 cũng

quay nhanh lên vì dây cáp chuyển ñộng cùng với

Cabin. ðến một mức ñộ nào ñó lực ly tâm sẽ làm

văng quả văng 3 ñập vào cam 4. Cam 4 tác ñộng

vào công tắc ñiện 10 làm cho ñộng cơ dừng lại.

Mặt khác, cam 4 ñẩy má phanh 6 kẹp chặt cáp lại.

Trong khi ñó Cabin vẫn rơi xuống và cáp 2 sẽ kéo

thanh ñòn bẩy 8 (gắn vào Cabin) làm cho bộ chống rơi làm việc.

Tốc ñộ Cabin mà tại ñó bộ ñiều tốc bắt ñầu hoạt ñộng gọi là tốc ñộ nhả. Theo kinh nghiệm

tốc nhả thường bằng 1/4 lần tốc ñộ vận hành bình thường của thang.

e. ðộng cơ cửa: Là ñộng cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra momen mở cửa cabin kết hợp

với mở cửa tầng . Khi cabin dừng ñúng tầng , rơle thời gian sẽ ñóng mạch ñiều khiển ñộng

cơ mở cửa tầng hoạt ñộng theo một quy luật nhất ñịnh sẽ ñảm bảo quá trình ñóng mở êm nhẹ

không có va ñập. Nếu không may một vật gì ñó hay người kẹp giữa cửa tầng ñang ñòng thì



15

Hình 2.9 Cảm biến vị trí kiểu cơ khí. 1. Tấm cách ñiện; 2. Tiếp ñiểm tĩnh; 3. Tiếp ñiểm

ñộng; 4. Cần gạt; 5. Vòng ñệm cao su

cửa sẽ mở tự ñộng nhờ bộ phận ñặc biệt ở gờ cửa có găn phản hồi với ñộng cơ qua bộ xử lý

trung tâm.

f. Cửa: gồm cửa cabin và cửa tầng. Cửa cabin ñể khép kín cabin trong quá trình chuyển

ñộng không tạo ra cảm giác chóng mặt cho khachs hàng và ngăn không cho rơi khỏi cabin

bất cứ thứ gì. Cửa tầng ñể che chắn bảo vệ toàn bộ giếng thang và các thiết bọi trong ñó.

Cửa cabin và cửa tầng có khoá tự ñộng ñể ñảm bảo ñóng mở kpj thời. Bộ hạn chế tốc ñộ : là

bộ phận an toàn khi vận tốc thay ñổi do một nguyên nhân nào ñó vượt quá vạn tốc cho phép,

bộ hạn chế tốc ñộ sẽ bật cơ cấu khống chế cắt ñiều khiển ñộng cơ và phanh làm việc.

g. ðối trọng: là bộ phận cân bằng. ñối với thang máy có chiều cao không lớn người ta

thường chọn ñối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng ca bin và một

phần tử tải trọng nâng bỏ qua trọng lượng cáp nâng, cáp ñiện và không dùng cáp và xinh cân

bằng.việc trọn các thông số cơ bản của hệ thống cân bằng thì có thể tiến hành tính lực cáp

cân bằng lớn nhất và trọn cáp tính công suát ñộng cơ và khả năng kéo của puly ma sát.

h. Cảm biến vị trí

Trong thang máy các bộ cảm biến vị trí dùng ñể :

- Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng

- Chuyển ñổi tốc ñộ ñộng cơ truyền ñộng từ tốc ñộ cao sang tốc ñộ thấp khi buồng thang ñến

gần tầng cần dừng, ñể nâng cao ñộ dừng

chính xác của buồng thang.

- Xác ñịnh vị trí buồng thang.

Hiện nay, trong sơ ñồ khống chế thang

máy và máy nâng thường dùng 3 loại cảm

biến vị trí:

+ Cảm biến kiểu cơ khí (công tắc chuyển

ñổi tầng)

Cảm biến vị trí kiểu cơ khí là một loại

công tắc ba vị trí. Khi buồng thang di

chuyển ñi lên, dưới tác dụng của vấu gạt

(lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt tay gạt sang bên



16

CB

CB

C

C

Rtr

3D 4D

2D1D

RTr

phải, cặp tiếp ñiểm 2 bên trái kín, khi buồng thang di chuyển theo chiều ñi xuống, vị trí tay

gạt ở bên trái, cặp tiếp ñiểm 2 ở bên phải kín, còn khi buồng thang dừng ñúng ở vị trí của

mỗi tầng, tay gạt nằm ở vị trí giữa, cả hai tiếp ñiểm 2 ñều hở.

Ưu ñiểm: Có kết cấu ñơn giản, thực hiện ñược 3 chức năng của bộ cảm biến vị trí.

Nhược ñiểm:

- Tuổi thọ làm việc không cao, ñặc biệt là ñối với thang máy tốc ñộ cao

- Gây tiếng ồn lớn, gây nhiễu cho các thiết bị vô tuyến

+ Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng.

Hình 2.10 Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng.

a) Cấu tạo của cảm biến; b) Sơ ñồ nguyên lý của bộ cảm biến

1. Mạch từ; 2. Cuộn dây; 3. Tấm sắt chữ TS

ðối với thang máy tốc ñộ cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí, làm giảm ñộ tin cậy trong

quá trình làm việc. Bởi vậy trong sơ ñồ khống chế thang máy tốc ñộ cao thường dùng các bộ

cảm biến không tiếp ñiểm, kiểu cảm ứng, kiểu ñiện dung và kiểu quang ñiện.

Nguyên lý làm việc của cảm biến kiểu cảm ứng vị trí dựa trên sự thay ñổi trị số ñiện cảm (L)

của cuộn dây có mạch từ khi mạch từ hở và khi mạch từ kín.

Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng như hình1.10 gồm mạch từ 1, cuộn dây 2. Khi

mạch từ hở, ñiện trở của bộ cảm biến bằng ñiện trở thuần của cuộn dây, còn khi mạch từ bị

che kín bằng thanh thép chữ U ñiện trở của cảm biến sẽ tăng ñột biến do thành phần ñiện

cảm ( L ) của cuộn dây tăng.

a) b)



17

Sơ ñồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng ñược giới thiệu trên hình. Bộ cảm biến có

thể ñấu nối tiếp với Rơle trung gian RTr một chiều hoặc rơ le trung gian xoay chiều. Khi

mạch từ hở, do ñiện trở của cảm biến rất lớn, rơ le trung gian RTr không tác ñộng. ðể nâng

cao ñộ tin cậy làm việc của rơ le trung gian, ñấu tụ C song song với cuộn dây của bộ cảm

biến. Trị số ñiện dung của cảm biến chọn sao cho khi thanh sắt 3 che kín mạch từ của bộ

cảm biến sẽ tạo ñược chế ñộ cộng hưởng dòng. Thông thường bộ cảm biến CB ñược lắp ở

thành giếng của thang máy, thanh sắt ñộng lắp ở buồng thang.

+ Cảm biến vị trí kiểu quang ñiện .

Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần tử quang ñiện, cấu tạo của nó ñược giới thiệu trên hình

2.11. Cấu tạo của nó gồm có khung gá chữ U (thường làm bằng vật liệu không kim loại).

Trên khung cách ñiện gá lắp hai phần tử quang ñiện 2 ñối diện nhau: một phần tử phát quang

(ñi ốt phát quang ðF) và một phần tử thu quang (Tranzito quang). ðể nâng cao ñộ tin cậy

của bộ cảm biến không bị ảnh hưởng của ñộ sáng của môi trường thường dùng phần tử phát

quang và thu quang hồng ngoại. Thanh gạt 3 di chuyển giữa khe hở của khung gá các phần

tử quang ñiện.

Hình 2.11. cảm biến vị trí kiểu quang ñiện

Sơ ñồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu quang ñiện giới thiệu trên hình 2.11

Nguyên lý làm việc của bộ cảm biến kiểu quang ñiện như sau: Khi buồng thang chưa ñến

ñúng tầng, ánh sáng chưa bị tre khuất Tranzito quang TT thông, tranzito 1 khoá và tranzito 2

thông, rơ le trung gian RTr tác ñộng, còn khi buồng thang ñến ñúng tầng, ánh sáng bị che

khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá, rơ le trung gian RTr không tác ñộng.

1

2

3

v

R1 R2 R4

R3

R5

T2

T1

1D D

R6 TT DF

0

+ Ung

CB



18

Các thiết bị phụ khác: như quạt gió, chuông ñiện thoại liên lạc, các chỉ thị số báo chiều

chuyển ñộng… ñược lắp ñặt trong cabin ñể tạo ra cho khách hàng một cảm giác dễ chịu khi

ñi thang máy.

2.1.6. Những thiết bị ñặc biệt dùng trong các thang máy hiện ñại.

a. Bộ tìm – chọn tầng.

Trong các thang máy tốc ñộ thấp và tốc ñộ trung bình, bộ cảm biến vị trí dùng loại bộ cảm

biến kiểu cơ khí (công tắc chuyển ñổi tầng 3 vị trí ). Ngoài chức năng cảm biến vị trí ñể

chuyển ñổi tốc ñộ và dừng lại mỗi tầng còn có thể nhớ ñược vị trí buồng thang.

Trong sơ ñồ khống chế thang máy hiện ñại thường dùng bộ cảm biến vị trí không tiếp ñiểm.

Bản thân bộ cảm biến vị trí không tiếp ñiểm không nhớ ñược vị trí của buồng thang. Bởi vậy

ñể chấp hành các lệnh ñiều khiển buồng thang phải có bộ tìm – chọn tầng.

Hình 2.12 Bộ tìm – chọn tầng (sơ ñồ nguyên lý)

a) Bộ cảm biến; b) Sơ ñồ nguyên lý của các loại rơle trung gian ; c) Hệ thống ñền báo

Chức năng của bộ tìm – chọn tầng trong sơ ñồ khống chế thang máy hiện ñại gồm:

- Chọn hướng di chuyển của buồng thang.

C1

1CB

1RTr

2RTrC2

2CB

3RTrC3

3CB

5RTrC5

5CB

4RTrC4

4CB

7RTrC7

6RTr

7CB

C6

6CB

1RTr

1RC 1RC2RTr

2RTr

1RTr2RC

3RTr2RC

3RTr

2RTr3RC

4RTr3RC

5RTr

4RTr5RC

4RTr

6RTr

3RTr4RC

5RTr

5RC

4RC

6RTr

7RTr

5RTr

7RC

6RTr

6RC7RTr

7RC

6RC

1RC

2RC

4RC

3RC

6RC

7RC

5RC

L¾p trong buång thang

L¾p ë mçi tÇng

1§ 2§ 3§ 6§5§4§ 7§

1§ 2§ 3§ 4§ 5§ 6§ 7§

a)c)

b)



19

a b c d e f g

1RC

2RC

4RC

3RC

6RC

5RC

7RC

g

f

e

d

a

b

c

c)

- Xử lý các lệnh gọi tầng và lệnh ñến tầng.

- Chuyển ñổi tốc ñộ ñộng cơ truyền ñộng khi chuẩn bị dừng ở mỗi tầng.

- Báo vị trí buồng thang và một số tín hiệu báo hiệu khác.

- Nâng cao ñộ dừng chính xác của buồng thang.

Bộ tìm – chọn tầng kiểu rơle ñược giới thiệu trên hình 2.12

+ 1CB ÷ 7CB, các bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng.

+ 1RTr ÷ 7RTr, rơle trung gian.

Số lượng cảm biến vị trí CB và rơle trung gian bằng số tầng của ngôi nhà mà thang máy

ñang phục vụ.

Nguyên lý làm việc của sơ ñồ: Giả sử buồng thang ñang ở tầng 1, cuộn dây rơle chọn tầng

1RC ñược cấp nguồn qua tiếp ñiểm 1RTr (thường kín ñã ñóng lại) và 2RTr (ñóng khi thang

máy chưa tới tầng 2). Khi buồng thang rời tầng 1 thì vị trí tầng 1 vẫn ñược duy trì cua tiếp

ñiểm thường hở 1RC và khi buồng thang ñến vị trí tầng 2 thì tiếp ñiểm thường ñóng của

2RTr ñóng lại 2RC có ñiện qua các tiếp ñiểm 1TRr, 3RTr (các tiếp ñiểm này ñóng lại do

thang máy không ở vị trí tầng tương ứng), ñồng thời khi này tiếp ñiểm thường hở 2RTr mở

ra ngắt nguồn ñiện của rơ le 1RC. Cứ như vậy khi buồng thang di chuyển theo chiều nâng,

các rơ le chọn tần có ñiện theo thứ tự 1RC, 2RC, 3RC ... Rơ le chọn tầng của tầng trước ñó

sẽ mất ñiện khi buồng thang ñi tới tầng liền kề. Khi buồng thang di chuyển theo chiều ñi

xuống, thứ tự có ñiện của các rơle

chọn tầng RC sẽ theo chiều

ngược lại.

Hệ thống ñèn báo, báo vị trí buồng

thang ñược lắp ñặt ở hai nơi là

trong buồng thang và trên mỗi

tầng.

Mạch giải mã hiển thị C ở trên có

thể thay thế bằng mạch giải mã

ma trận ñiôt ñể ñưa vào hiển thị

tầng ở Leb 7 thanh như hình 2.13



20

Buång thang

Thanh kim lo¹i

CBN

CBH

b)

b. Bộ dừng chính xác

- Cuộn khống chế CVT là cuộn kiểm tra vị trí của buồng thang, có thể là cuộng khống chế

của MðKð (trong sơ ñồ hình 2.14 )

Bộ dừng chính xác có hai cảm biến dừng chính xác: CBN – di chuyển của buồng thang ñi

lên và CBH – di chuyển của buồng thang theo chiều xuống. Hai cảm biến CBN và CBH lắp

ở buồng thang, còn thanh gạt lắp trong giến buồng thang ngang với các sàn tầng. Khi vị trí

buồng thang ở giữa hai tầng, hai rơle trung gian RTrN và RTrH sẽ cắt ñiện cuộn dây rơle

dừng chính xác RDCX, kết quả tiếp ñiểm của RDCX sẽ ñóng cuộn dây CVT vào nguồn.

ðiện áp ñặt lên cuộn khống chế CVT

UCVT = Uab

Trong ñó: Uab = ϕa - ϕb

Khi ñó ϕa ≠ ϕb, trong cuộn dây CVT xuất hiện dòng, chiều của dòng ñiện ñó ñược chọn sao

cho buồng thang di chuyển tiếp theo hướng cũ. Khi buồng thang di chuyển ñến ñúng sàn

tầng ϕa = ϕb; ñiện áp ra của MðKð bằng không, ñộng cơ ngừng quay, buồng thang dừng lại.

Nếu do quán tính lớn, buồng thang di chuyển quá mức dừng của buồng thang, ϕa ≠ ϕb, sẽ

xuất hiện dòng ñiện chảy trong cuộn khống chế CVT theo chiều ngược lại, ñiện áp phát ra

của MðKð có cực tính ñể buồng thang di chuyển lùi lại với tốc ñộ thấp cho ñến khi buồng

thang dừng lại ñúng vị trí dừng tầng.

Hình 2.14 Sơ ñồ nguyên lý bộ dừng chính xác

a) sơ ñồ nguyên lý; b) Sơ ñồ bố trí cảm biến

RTrH

CBH

CC

CBN

RTrN

RDCX

RDCX

RTrH RTrN

CVT

W3W2

W1

a b

a

Hình 2.13 Mạch giải mã hiển thị vị trí tầng dùng ma trận diot



21

2.2. Các yêu cầu ñối với thang máy

2.2.1. Yêu cầu về an toàn

ðối với thang máy chở người, yêu cầu về an toàn là yếu tố tối quan trọng, vì nếu chẳng may

sẩy ra sự cố thì sự mất an toàn có thể phải trả giá bằng tính mạng của hành khách. ðể ñảm

bảo cho thang máy làm việc tuyệt ñối an toàn thì mọi bộ phận sử dụng trong thang máy yêu

cầu phải ñạt ñộ tin cậy cao nhất.

Trong thực tế, khi thiết kế truyền ñộng cho thang máy phải phối hợp bảo vệ cả phần cơ và

phần ñiện, kết hợp nhiều loại bảo vệ. Chẳng hạn, khi cấp ñiện cho ñộng cơ kéo buồng thang

thì cũng cấp ñiện luôn cho ñộng cơ phanh, làm nhả các má phanh kẹp vào ray dẫn hướng.

Khi ñó buồng thang mới có thể chuyển ñộng ñược. Khi mất ñiện, ñộng cơ phanh không quay

nữa, các má phanh kẹp sẽ tác ñộng vào ñường ray giữ cho buồng thang không rơi.

Các bộ phận cơ khí phải thoả mãn các yêu cầu về an toàn thì phần ñiện mới ñược phép làm

việc; khi trọng tải thang máy không vượt quá mức cho phép thì thang máy mới hoạt ñộng,

khi thang máy chạy quá tốc ñộ cho phép thì bộ phận phanh cơ phải hoạt ñộng hãm chặt

buồng thang.

Thường xuyên thực hiện công tác bảo trì bảo dưỡng thang máy theo ñúng ñịnh kỳ ñể nâng

cao tuổi thọ của thang máy và ñồng thời có thể dự ñoán cũng như phát hiện các hiện tượng

có thể gây ra sự cố cho hệ thống ñể có phương án khắc phục kịp thời tránh thiệt hại về kinh

tế cho hệ thống.

2.2.2. Yêu cầu dừng chính xác buồng thang

Buồng thang của thang máy yêu cầu cần phải dừng chính xác so với mặt bằng của tầng cần

dừng. Nếu buồng thang dừng không chính xác (mặt sàn buồng thang không cùng ñộ cao với

mặt sàn của tầng) sẽ gây ra các hiện tượng sau :

+ ðối với thang máy chở khách: làm cho hành khách ra, vào khó khăn, tăng thời gian ra, vào

của hành khách, dẫn ñến giảm năng xuất.

+ ðối với thang máy chở hàng, gây khó khăn cho việc bốc xếp và bốc dỡ hàng. Trong một

số trường hợp có thể không thực hiện ñược việc xếp và bốc dỡ hàng.



22

Mức dừng

Mức ñặt cảm biến dừng

Buồng thang chưa ñến

Buồng thang dừng

Buồng thang vượt quá

∆Smax

∆Smax

S1

S'

S''

S2

ðể khắc phục hậu quả ñó, có thể ấn nhấp nút các nút bấm ñến tầng (ðT) lắp trong buồng

thang ñể ñạt ñược ñộ chính xác dừng

buồng thang theo yêu cầu, nhưng nó sẽ

dẫn ñến các vấn ñề không lợi sau:

- Hỏng các thiết bị ñiều khiển

- Gây tổn thất năng lượng trong hệ

truyền ñộng, nếu dùng ñộng cơ không

ñồng bộ rôto lồng sóc truyền ñộng thang

máy sẽ dẫn ñến gây ra sự phát nóng của

ñộng cơ quá giới hạn cho phép.

- Gây hỏng hóc các thiết bị cơ khí của

thang máy.

- Tăng thời gian từ lúc phanh hãm tác

ñộng cho ñến khi buồng thang dừng hẳn

ðộ dừng chính xá của buồng thang ñược

ñánh giá

bằng ñại lượng∆ S

∆ S là một nửa hiệu số của hai quãng ñường của

buồng thang trượt ñi ñược từ khi phanh hãm ñiện

từ tác ñộng ñến khi buồng thang dừng hẳn khi có

tải và không tải theo cùng một hướng di chuyển

buồng thang. Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñộ dừng

chính xác của buồng thang gồm: mômen do cơ cấu

phanh hãm ñiện từ sinh ra, mômen quán tính của

buồng thang và tải trọng, trị số tốc ñộ di chuyển

buồng thang khi bắt ñầu hãm dừng và một số yếu

tố phụ khác.

0.2 0.4 0.6 20

20

40

60

80

1 2

3

b)

a)

Hình 2.15 a) Sơ ñồ xác ñịnh

ñộ chính xác khi dừng

của buồng thang; b) Sự phụ thộc

của ñộ dừng

chính xác ∆ S của buồng thang

vào trị số tốc ñộ và gia tốc



23

Quá trình hãm dừng buồng thang xảy ra như sau: Khi buồng thang ñi gần ñến sàn tầng cần

dừng, sẽ tác ñộng vào cảm biến vị trí (công tắc chuyển ñổi tầng) ra lệnh dừng buồng thang.

Các thiết bị chấp hành trong sơ ñồ ñiều khiển thang máy (rơ le, công tắc tơ) có thời gian tác

ñộng là ∆ t (do quán tính ñiện từ của các phần tử chấp hành), trong quãng thời gian ñó,

buồng thang ñi ñược quãng ñường S' cho ñến khi phanh hãm ñiện từ tác ñộng là:

S' = v0 ∆t [m] (1-1)

Trong ñó :v0 - trị số tốc ñộ của buồng thang khi bắt ñầu hãm, [m/s].

Khi cơ cấu phanh tác ñộng là quá trình hãm buồng thang. Trong thời gian này, buồng thang

ñi ñược một quãng ñường S''.

Sm v

F Fph c

".

( )=

±0

2

2 [m] (1-2)

Trong ñó :m - khối lượng tất cả các khâu chuyển ñộng của thang máy, [kg]

Fph - lực ép do cơ cấu phanh hãm ñiện từ sinh ra, [N]

Fc - lực cản tĩnh do tải trọng gây ra [N]

Dấu (+) hoặc dấu (-) trong biểu thức (1-2) phụ thuộc vào chiều tác dụng của lực Fc : Khi

buồng thang ñi lên (+) và khi buồng thang ñi xuống (-).

S'' cũng có thể viết dưới dạng sau:

S

JD

i M Mph c

"

. .

( )=

±

ω 0

2

2

2 [m] (1-3)

Trong ñó :J - mômen quán tính hệ quy ñổi về trục ñộng cơ

truyền ñộng , [kgm2]

Mph - mômen ma sát do cơ cấu phanh hãm ñiện từ sinh ra, [N]

Mc - mômen cản tĩnh do tải trọng sinh ra , [N]

ω0 - tốc ñộ góc của ñộng cơ khi bắt ñầu hãm dừng, [rad/s]

D - ñường kính puli kéo cáp [m]

i - tỷ số truyền

Quãng ñường buồng thang ñi ñược từ khi cảm biến vị trí ra lệnh dừng ñến khi buồng thang

dừng tại sàn tầng là:



24

)M2i(M

2

DJ.ω

∆t .vS"SScph

20

0,

±=+= [m] (1-4)

Bộ cảm biến vị trí ñược ñặt cách sàn tầng một khoảng cách nào ñó làm sao cho buồng thang

nằm ở giữa hiệu hai quãng ñường trượt khi phanh ñầy tải và không tải chia ñôi thành hai

thành phần bằng nhau so với mức của sàn tầng. Sai số lớn nhất (ñộ dừng không chính xác

lớn nhất) ñược tính theo biểu thức sau: 2

SS∆S 12 −=

(1-5)

Trong ñó : S1 - quãng ñường trượt nhỏ nhất của buồng thang khi phanh

S2 - quãng ñường trượt lớn nhất của buồng thang khi phanh

Phân tích biểu thức (1 - 5) ta rút ra kết luận: các thông số ảnh hưởng ñến ñộ dừng chính xác

của buồng thang bao gồm:

- J mômen quán tính của các phần chuyển ñộng của buồng thang.

- t∆ quán tính ñiện từ của các phần tử chấp hành trong sơ ñồ ñiều khiển của thang máy.

- Mph, Mc mômen do cơ cấu phanh hãm ñiện từ sinh ra và tải trọng của thang máy.

ðối với một thang máy, ba thông số trên có thể coi như không ñổi.

Một thông số quan trọng nhất ảnh hưởng ñến ñộ chính xác dừng của buồng thang là ñại

lượng vo (tốc ñộ di chuyển của buồng thang khi bắt ñầu hãm dừng). ðể nâng cao ñộ chính

xác dừng của buồng thang ñối với thang máy tốc ñộ cao thực hiện bằng cách: khi buồng

thang ñi ñến gần sàn tầng cần dừng, giảm tốc ñộ di chuyển của buồng thang khi bộ cảm biến

vị trí cho lệnh dừng buồng thang.



25

2.2.3. Yêu cầu về hạn chế ñộ giật của thang máy.

Một trong những yêu cầu cơ bản ñối với hệ truyền ñộng thang máy là phải ñảm bảo cho

buồng thang di chuyển êm. Buồng thang di chuyển êm hay không, phụ thộc chủ yếu vào trị

số gia tốc của buồng thang khi mở máy và khi hãm dừng.

H·m xuèng tèc ®é thÊp

ChÕ ®é æn ®Þnh H·mdõng

§Õn tÇng

Më m¸y

S,v, a, ρ

ρ

ρ ρ

ρ

ρ

ρa

a

a

S

v

Hình 2.16 Các ñường cong biểu diễn sự phụ thuộc của quãng ñường S,

tốc ñộ v, gia tốc a và ñộ dật ρ theo thời gian.

Những tham số chính ñặc trưng cho chế ñộ làm việc của thang máy là: tốc ñộ di chuyển

buồng thang v [m/s], gia tốc a [m/s2], và ñộ giật ρ [m/s3], trên hình biểu diễn các ñường

cong: Quãng ñường di chuyển cuả thang máy S, tốc ñộ v, gia tốc a và ñộ giật theo hàm thời

gian

Trị số tốc ñộ di chuyển buồng thang quyết ñịnh năng suất của thang máy, trị số di chuyển

tốc ñộ ñặc biệt có ý nghĩa quan trọng ñối với thang máy trong các nhà cao tầng, những thang

máy tốc ñộ cao (v > 3,5 m/s) phù hợp với chiều cao nâng lớn, số lần dừng (md) ít. Trong

trường hợp này thời gian khi tăng tốc và giảm tốc rất nhỏ so với thời gian di chuyển của

buồng thang với tốc ñộ cao, trị số tốc ñộ trung bình của thang máy gần ñạt bằng tốc ñộ ñịnh

mức của thang máy.



26

Mặt khác, cần phải nhớ rằng, trị số tốc ñộ di chuyển của buồng thang tỷ lệ thuận với giá

thành của thang máy. Nếu tăng tốc ñộ di chuyển của thang máy lên từ v = 0.75 m/s lên v =

3,5 m/s, thì giá thành của thang máy tăng lên (4 ÷ 5) lần. Bởi vậy tuỳ thuộc vào ñộ cao của

toà nhà mà thang máy phục vụ ñể chọn trị số di chuyển của thang máy phù hợp với tốc ñộ

tối ưu, ñáp ứng ñầy ñủ chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.

Trị số tốc ñộ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm thời gian tăng

tốc và giảm tốc của hệ truyền ñộng thang máy, có nghĩa là tăng gia tốc. Nhưng khi buồng

thang di chuyển với gia tốc quá lớn sẽ gây ra cảm giác khó chịu cho hành khách (chóng mặt,

cảm giác sợ hãi và ghẹt thở . vv ...). Bởi vậy trị số gia tốc ñược chọn tối ưu là a≤ 2m/s2.

Một ñại lượng khác quyết ñịnh sự di chuyển êm của buồng thang là tốc ñộ tăng của gia tốc

khi mở máy và tốc ñộ giảm của gia tốc khi hãm máy. Nói cách khác ñó là ñộ giật ρ (ñạo hàm

bậc nhất của gia tốc 3

3

2

2

dt

Sd

dt

vd

dt

daρ === ). Khi gia tốc a≤ 2m/s2, trị số ñộ giật tốc ñộ tối ưu là

ρ ≤ 20m/s3.

Biểu ñồ làm việc tối ưu của thang máy với tốc ñộ trung bình và tốc ñộ cao ñược biểu diễn

trên hình 2.1.b Biểu ñồ này có thể phân thành 5 giai ñoạn theo tính chất thay ñổi tốc ñộ di

chuyển buồng thang: tăng tốc, di chuyển với tốc ñộ ổn ñịnh, hãm xuống tốc ñộ thấp, buồng

thang ñến tầng và hãm dừng.

Biểu ñồ tối ưu sẽ ñạt ñược nếu dùng hẹ truyền ñộng một chiều hoặc dùng hệ biến tần - ñộng

cơ xoay chiều. Nếu dùng hệ truyền ñộng xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ rô to lồng

sóc hai cấp tốc ñộ, biểu ñồ làm việc ñạt gần với biểu ñồ tối ưu như hình

ðối với thang máy tốc ñộ chậm, biểu ñồ làm việc chỉ có ba giai ñoạn: thời gian tăng tốc (mở

máy), di chuyển với tốc ñộ ổn ñịnh và hãm dừng.



27

2.2.4. Các hệ thống bảo vệ sự cố

Ngoài các bộ hạn chế tốc ñộ và phanh người ta còn ñặt các tín hiệu bảo vệ và hệ thống báo

sự cố. Mục ñích là ñể ñảm bảo an toàn cho thang máy và giúp người kỹ sư bảo dưỡng thấy

ñược thiết bị khống chế tự ñộng ñã bị hỏng, cần ñược kiểm tra trước khi thang ñược tiếp tục

ñưa vào hoạt ñộng.

Trong quá trình thang vận hành phải ñảm bảo thang không ñược vượt quá giới hạn chuyển

ñộng trên và giới hạn chuyển ñộng dưới. ðiều này có nghĩa là khi thang ñã lên tới tầng cao

nhất thì mọi chuyển ñộng ñi lên là không cho phép, còn khi thang ñã xuống dưới tầng 1 thì

chỉ có thể chuyển ñộng ñi lên. ðể thực hiện ñiều này người ta lắp thêm các thiết bị khống

chế dừng tự ñộng ở ñỉnh và ñáy thang. Các thiết bị này sẽ dừng thang tự ñộng và ñộc lập với

các thiết bị vận hành khác khi buồng thang ñi lên tới ñỉnh hoặc ñáy.

ðể dừng thang trong những trường hợp ñặc biệt, người ta bố trí các nút ấn hãm khẩn cấp

trong buồng thang.

ðể dừng thang trong những trường hợp khẩn cấp và ñể buồng thang không bị va ñập mạnh

người ta còn sử dụng các bộ ñệm sử dụng lò xo hay dầu ñặt ở ñáy thang.

Việc ñóng mở cửa thang hay cửa tầng chỉ ñược thực hiện tại tầng nơi buồng thang dừng và

khi buồng thang ñã dừng chính xác. Khi có người trong Cabin và chuẩn bị ñóng cửa Cabin

tự ñộng phải có tín hiệu báo sắp ñóng cửa Cabin.

Việc ñóng mở cửa thang hay cửa tầng chỉ ñược thực hiện tại tầng nơi buồng thang dừng và

khi buồng thang ñã dừng chính xác. Khi có người trong Cabin và chuẩn bị ñóng cửa Cabin

tự ñộng phải có tín hiệu báo sắp ñóng cửa Cabin.


Chương III: Các hệ thống truyền và ñiều khiển cho thang máy

28

CHƯƠNG III CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ðỘNG

VÀ ðIỀU KHI ỂN CHO THANG MÁY 3.1. Các hệ truy ền ñộng ñiện cho thang máy

Các phương án truyền ñộng cho thang máy chính là các phương pháp ñiều chỉnh ñộng cơ

của thang máy ñảm bảo mọi yêu cầu của thang máy. ðộng cơ dùng cho thang máy có thể là

ñộng cơ một chiều hoặc ñộng cơ KðB. Có ba hệ truyền ñộng chính ñược sử dụng trong

truyền ñộng thang máy là :

+ Hệ truyền ñộng dùng máy phát - ñộng cơ ñiện một chiều.

+ Hệ truyền ñộng chỉnh lưu thyristor- ñộng cơ ñiện một chiều.

+ Hệ truyền ñộng xoay chiều

Sau ñây chúng ta sẽ ñi vào phân tích ưu nhược ñiểm từng hệ truyền ñộng này :

3.1.1. Hệ truy ền ñộng máy phát - ñộng cơ ñiện một chiều :

ðộng cơ ñiện một chiều kích từ ñộc lập ð - truyền ñộng di chuyển buồng thang ñược cấp

nguồn từ máy phát một chiều F. Trị số tốc ñộ và chiều quay của ñộng cơ phụ thuộc vào trị số

và cực tính ñiện áp phát ra của máy phát F. Cuộn kích từ máy phát CKTF ñược cấp nguồn từ

máy ñiện khuyếch ñại từ trường ngang MðKð máy ñiện khuyếch ñại có các cuộn dây

khống chế sau:

+ CCð - cuộn chủ ñạo thực hiện hai chức năng:

- ðảo chiều quay ñộng cơ bằng hai công tắc tơ N và H

- ðiều chỉnh tốc ñộ ñộng cơ bằng các công tắc tơ gia tốc 1G và 2G.

+ CFA – cuộn phản hồi âm ñiện áp, thực hiện chức năng cưỡng bức kích từ cho máy

ñiện khuyếch ñại giảm thời gian tăng tốc của ñộng cơ, sức từ ñộng sinh ra trong cuộn CFA

ngược chiều với sức từ ñộng sinh ra trong cuộn CCð.

+ CFTð - cuộn phản hồi âm tốc ñộ thực hiện chức năng ổn ñịnh tốc ñộ của ñộng cơ

trong chế ñộ xác lập. Sức từ ñộng sinh ra trong cuộn dây CFTð ngược chiều với sức từ ñộng

trong cuộn CCð.



29

+ CFGD – cuộn phản hồi âm gia tốc (a) và ñộ giật, thực hiện chức năng hạn chế gia

tốc và ñộ giật của ñộng cơ trong quá trình quá ñộ. Cuộn CFGD ñược cấp ñiện từ hai biến áp.

Hình 3.1: Sơ ñồ nguyên lý hệ truyền ñộng thang máy dùng hệ F - ð

- Biến ñiện áp TU. Nếu bỏ qua ñiện áp rơi trên phần ứng của ñộng cơ thì ñiện áp ra của

cuộn thứ cấp của TU tỉ lệ với ñạo hàm bậc nhất của tốc ñộ ñộng cơ - (gia tốc của ñộng cơ).

2(TU)

de dnU = = =a

dt dt−

- Biến dòng TI (biến dòng một chiều hoạt ñộng như một khuyếch ñại ñiện từ), ñiện áp

ra của biến dòng TI bằng:

2-

TI 2

di d M d nU = = =

dt dt dtρ=

CKTF

CPF

F ð

FT

BA

CFA

CFDG

CFTð

CÔð

CCðN

H N

H

1G 2G

VR5

VR6

VR4

VR3

CKTð

TICB

MðKð

VR2

VR1

CPð

TU



30

Sức từ ñộng sinh ra trong cuộn CFGD ngược chiều với sức từ ñộng sinh ra trong cuộn CCð,

bởi vậy có khả năng hạn chế ñược gia tốc và ñộ giật trong quá trình quá ñộ.

+ COð - cuộn ổn ñịnh là cuộn phản hồi âm mềm ñiện áp MðKð, thực hiện chức năng

ổn ñịnh ñiện áp phát ra của MðKð.

Sức từ ñộng tổng của MðKð bằng

F∑MðKð = FCCð + FCFA + FCFTð + FCFGD ± FCÔð

Hình 3.2: Sơ ñồ khối của hệ truyền ñộng

Ưu ñiểm: Nổi bật của hệ máy phát ñộng cơ là sự chuyển trạng thái làm việc linh hoạt,

khả năng quá tải lớn, tổn hao khi ñiều chỉnh nhỏ, hệ ñiều chỉnh khá ñơn giản.

Nhược ñiểm: Cơ bản quan trọng của hệ máy phát - ñộng cơ là dùng nhiều máy ñiện

quay trong ñó ít nhất là hai máy ñiện một chiều nên hiệu suất thấp, gây ồn lớn công suất lắp

ñặt máy ít nhất gấp ba lần công suất của ñộng cơ chấp hành. Ngoài ra do máy phát có từ dư

ñặc tính từ hoá có trễ nên khó ñiều chỉnh sâu tốc ñộ.

3.1.2 Hệ truy ền ñộng chỉnh lưu thyristor - ñộng cơ ñiện một chiều

Hệ Truyền ðộng T- ð có ñảo chiều quay ñược xây dựng trên hai nguyên tắc cơ bản :

- Giữ nguyên chiều dòng ñiện phần ứng và ñảo chiều dòng kích từ của ñộng cơ .

- Giữ nguyên chiều dòng kích từ và ñảo chiều dòng ñiện phần ứng

-

KU

M§K§ F §

TI

TU

K'U

FTKω

+

--

UCC§

ω

UC¤§

UCFA

UCFT§

UCFGD

T¦



31

Từ hai nguyên tắc cơ bản này ta có năm loại sơ ñồ chính

Sơ ñồ 1 : Truyền ñộng dùng 1 bộ biến ñổi cấp cho phần ứng và ñảo chiều quay bằng

ñảo chiều dòng kích từ.

Hình 3.3: Sơ ñồ 1

Loại sơ ñồ này dùng cho công suất lớn và rất ít ñảo chiều .

Sơ ñồ 2 : Truyền ñộng dùng 1 bộ biến ñổi cấp cho phần ứng và ñảo chiều quay bằng

công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng (từ thông giữ không ñổi).


BD1

BD2

ð Uñk

ð Uñk

T

T

N

N

BD

CKT



32

Loại này dùng cho công suất nhỏ, tần số ñảo chiều thấp .

Sơ ñồ 3 : Truyền ñộng dùng hai bộ biến ñổi cấp cho phần ứng ñiều khiển riêng.


Loại này có ưu ñiểm là dùng cho mọi dải công suất, có tần số ñảo chiều lớn

Sơ ñồ 4 : Truyền ñộng dùng hai bộ biến ñổi nối song song ngược ñiều khiển chung.


Loại này dùng cho mọi dải công suất vừa và lớn, thực hiện ñược công việc ñảo chiều êm

hơn.

Sơ ñồ 5 : Truyền ñộng dùng hai bộ biến ñổi nối theo sơ ñồ chéo ñiều khiển chung .

BD2

BD1

ð

CKð

BD2

ð

BD1

Lcb



33

Hình 3. 7: Sơ ñồ 5

Loại này dùng cho mọi dải công suất vừa và lớn thực hiện việc ñảo chiều êm. Tuy nhiên

kích thước cồng kềnh, vốn ñầu tư và tổn thất lớn .

Mạch ñiều khiển của 5 loại sơ ñồ này có thể chia làm hai loại chính :

* ðiều khiển riêng :

Nguyên tắc: Khoá các bộ biến ñổi mạch phần ứng ñể cắt dòng, sau ñó tiến hành

chuyển mạch, như vậy khi ñiều khiển sẽ tồn tại một thời gian gián ñoạn sơ ñồ 1, 2, 3 ñược

ñiều khiển theo nguyên tắc này .Khi ñiều khiển riêng có hai bộ diều khiển làm việc riêng rẽ

với nhau .

Tại một thời ñiểm thì chỉ có một bộ biến ñổi có xung ñiều khiển còn bộ biến ñổi kia bị

khoá do không có xung ñiều khiển. Trong một khoảng thời gian thì Bð1 bị khóa hoàn toàn

và dòng phần ứng bị triệt tiêu, tuy nhiên suất ñiện ñộng phần ứng E vẫn còn dương. Sau

khoảng thời gian này thì phát xung α2 mở bộ biến ñổi 2 ñổi chiều dòng phần ứng ñộng cơ

ñược hãm tái sinh.

ð

BD2 BD1

CKð

BA



34

Hệ truyền ñộng có van ñảo chiều ñiều khiển riêng có ưu ñiểm là làm việc an toàn không có

dòng cân bằng chảy giữa các bộ biến ñổi song cần có 1 khoảng thời gian trễ trong ñó dòng

ñiện ñộng cơ bằng không .

* ðiều khiển chung :

Nguyên tắc: Tại một thời ñiểm thì cả hai bộ biến ñổi Bð1 và Bð2 ñều nhận ñược

xung mở nhưng chỉ có một bộ biến ñổi cấp dòng cho nghịch lưu còn bộ biến ñổi kia làm

việc ở chế ñộ ñợi. Sơ ñồ 4, 5 thực hiện theo nguyên tắc này.Trong phương pháp ñiều khiển

chung mặc dù ñảm bảo Ed2 ≥Ed1 tức là không xuất hiện giá trị dòng cân bằng song giá

trị tức thời của suất ñiện ñộng của các bộ chỉnh lưu là ed1(t) và ed2(t) luôn khác nhau do ñó

vẫn xuất hiện thành phần xoay chiều của dòng ñiện cân bằng và ñể hạn chế dòng ñiện cân

bằng này thường dùng các cuộn kháng cân bằng Lcb

3.1.3. Hệ truy ền ñộng xoay chiều

Có hai hệ truyền ñộng xoay chiều dùng trong thang máy là:

- Hệ truyền ñộng xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ rôto lông sóc hai cấp tốc ñộ.

- Hệ truyền ñộng ñiện xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ rô to lồng sóc ñược cấp

nguồn từ bộ biến tần

Sau ñây ta ñi vào phân tích từng hệ truyền ñộng :

3.1.3.1 Hệ truyền ñộng xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ rôto lông sóc hai cấp tốc ñộ



35

Hình 3.8: Hệ truyền ñộng xoay chiều với ñộng cơ

không ñồng bộ rôto lồng sóc hai cấp tốc ñộ

ðối với những thang máy có tốc ñộ di chuyển của buồng thang (v = 0,75 ÷ 1) m/s thường

dùng ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc hai cấp tốc ñộ có hai bộ dây quấn stato ñộc lập.

Nâng cao ñộ chính xác khi dừng buồng thang bằng cách chuyển từ tốc ñộ cao sang tốc ñộ

thấp khi buồng thang ñi ñến tầng cần dừng.

Hạn chế dòng trong quá trình chuyển ñổi tốc ñộ ñộng cơ (ñộng cơ làm việc ở chế ñộ máy

phát thực hiện hãm tái sinh) từ tốc ñộ cao sang tốc ñộ thấp ñược thực hiện bằng cách ñưa

NCH

§

R G

KP C

N

C

HN

TTC

QP

H

T

H : TiÕp ®iÓm ch¹y ngu¬c, h¹ xuèng

C : TiÕp ®iÓm ch¹y tèc ®é cao

T : TiÕp ®iÓm ch¹y tèc ®é thÊp

G : TiÕp ®iÓm r¬le thêi gian

NCH : Phanh h·m ®iÖn tõ

§ : §éng c¬ K§B r«to lång sãc

R : §iÖn trë phô

N : TiÕp ®iÓm ch¹y thuËn, n©ng lªn



36

thêm ñiện trở phụ R vào trong một pha của dây quấn stato ñộng cơ. Khi ñộng cơ làm việc ở

tốc ñộ thấp (công tắc tơ T có ñiện). sau một thời gian từ ( 2 ÷ 5)s, tiếp ñiểm thường mở ñóng

chậm T sẽ ñóng lại, công tắc tơ G có ñiện, loại ñiện trở phụ R ra khỏi dây quấn stato ñộng

cơ.

3.1.3.2 Hệ truyền ñộng ñiện xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ rô to lồng sóc ñược cấp

nguồn từ bộ biến tần

Ngày nay trong truyền ñộng cho thang máy chở người tốc ñộ trung bình hầu hết người ta sử

dụng hệ truyền ñộng biến tần ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc kết hợp với bộ ñiều

khiển lập trình PLC

Nguyên lý ñiều chỉnh tần số:

Nguyên lý ñiều chỉnh tốc ñộ ñộng cơ KðB bằng cách biến ñổi tần số f1 của ñiện áp stato

ñược rút ra từ biểu thức xác ñịnh vận tốc quay của rôto ñộng cơ KðB

ω = ω1( 1- s )= [(2.π.f1)/p].(1 - s)

Mà sức ñiện ñộng của dây quấn stato của ñộng cơ tỷ lệ với tần số f1 và từ thông E1 =

C.φ.f1

Từ lý thuyết máy ñiện ta có : U1 = E1 + I1 .Z1

Mặt khác nếu bỏ qua ñộ sụt áp trên tổng trở dây quấn stato tức coi :I1.Z1 = 0 thì

U1 = E1 = C.φ.f1 hay φ = U1/ (C.f1 )

Từ công thức trên ta thấy khi ñiều chỉnh tần số mà giữ nguyên ñiện áp nguồn Us không ñổi

thì từ thông ñộng cơ sẽ biến thiên

- Khi f1 giảm từ thông φ của ñộng cơ lớn lên làm cho mạch từ bão hoà và dòng ñiện từ

hoá lớn lên. Do các chỉ tiêu năng lượng xấu ñi và ñôi khi nhiều ñộng cơ còn phát năng lượng

quá mức cho phép.

- Khi f1 tăng từ thông φ của ñộng cơ giảm xuống và nếu mômen phụ tải không ñổi thì

theo biểu thức M = k.φ.I.n.cosφ ta thấy dòng ñiện rôto Ir phải tăng lên.Vậy trong trường hợp



37

này dây quấn ñộng cơ chịu quá tải còn lõi thép thì phải non tải. Ngoài ra cũng vì lý do trên

mômen cho phép và khả năng quá tải của ñộng cơ giảm xuống.

Vì vậy ñể tận dụng khả năng ñộng cơ một cách tốt nhất là khi ñiều chỉnh tốc ñộ bằng

phương pháp biến ñổi tần số người ta còn phải ñiều chỉnh cả ñiện áp và dòng ñiện theo hàm

của tần số và phụ tải. ðối với hệ thống này ñộng cơ không nhận ñiện từ lưới chung mà từ

một bộ biến tần. Bộ biến tần này có khả năng biến ñổi tần số và ñiện áp ra một cách ñộc lập

với nhau.Việc ñiều ñược thực hiện trong hệ kín. Khi ñó nhờ các mạch hồi tiếp ñiện áp ứng

với một tần cho trước nào ñó thì ñiện áp sẽ biến ñổi theo tần số và phụ tải.

Yêu cầu chính ñối với ñặc tính của truyền ñộng ñiều chỉnh tần số ñảm bảo ñộ cứng ñặc tính

cơ và khả năng quá tải trong toàn bộ dải ñiều chỉnh tần số và phụ tải ngoài ra còn có thể có

vài yêu cầu về ñiều chỉnh tối ưu trong chế ñộ tĩnh.

Sơ dồ hệ truyền ñộng dùng biến tần - ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc kết hợp với bộ

ñiều khiển lập trình PLC:

Hình 3.9: Sơ ñồ hệ truyền ñộng dùng biến tần

§C

GT

U

D

+

_

BiÕn tÇn

RLN

CC

CC

CC

CD

S1

S2

S3

SC



38

Biến tần thường dùng ở ñây là biến tần ba pha gián tiếp nguồn áp có sơ ñồ nguyên lý

như sau :

Hình 3.10: Sơ ñồ nguyên lý bộ biến tần 3 pha gián tiếp nguồn áp

ðiện áp xoay chiều ñược biến thành một chiều nhờ bộ chỉnh lưu có ñiều khiển hoặc không

ñiều khiển , qua khâu trung gian hay chính là bộ lọc ñiện áp một chiều sẽ ñươc bộ nghịch

lưu ñộc lập biến ñổi thành ñiện áp xoay chiều U2 với tần số f2 . Bộ nghịch lưu ở ñây làm

việc ñộc lập với lưới nghĩa là các van của chung chuyển mạch cho nhau theo chế ñộ cưỡng

bức.Tần số ñầu ra ñược ñiều chỉnh nhờ thay ñổi chu kỳ ñóng cắt các van trong bộ nghịch lưu

cong ñiện áp ra thì có thể ñiều chỉnh nhờ thay ñổi góc thông của các van trong bộ chỉnh lưu

hoặc ñiều chỉnh bộ chỉnh lưu bằng phương pháp xung rộng.Hiệu suất biến tần loại này thấp

song cho phép thay ñổi dễ dàng f2 mà không phụ thuộc f1 .

Khối ñiều khiển của biến tần làm nhiệm vụ ñóng mở các thyristor mạch lực và ñóng mở các

tiếp ñiểm U&D, ñiều chỉnh tốc ñộ ñộng cơ,...Khối ñiều khiển này còn có khả năng giao tiếp

với các thiết bị bên ngoài như PLC và truyền thông với các thiết bị khác.

C0

L0 L1

L1

T7 T9 T10

T11T4T8

D1 D3 D5

D6D4

Khèi ®iÒu khiÓn

T5

T4

T3

T6T2

T1

CL TG NL

D2

D

U

U

U

D

D

§C



39

Hệ thống truyền ñộng có thể ñảo chiều quay của ñộng cơ truyền ñộng bằng cách ñảo chiều

hai trong ba pha ñiện áp cấp cho ñộng cơ bằng các tiếp ñiểm U (up) và D(down), các tiếp

ñiểm này nằm ở trong biến tần .

Tốc ñộ ñộng cơ truyền ñộng ñược ñiều chỉnh ở hai cấp tốc ñộ chính là tốc ñộ cao và tốc ñộ

thấp. Khi khởi ñộng hệ thống thì tiếp ñiểm GT mở và biến tần sẽ ñiều chỉnh tần số và ñiện

áp cấp cho ñộng cơ ñể ñộng cơ khởi ñộng tù 0 ñến tốc ñộ cao và duy trì ở tốc ñộ cao mà ta

ñặt sẵn, khi gần ñến sàn tầng ñể chuyển từ tốc ñộ cao xuống tốc ñộ thấp ta ñóng tiếp ñiểm

GT lại thì biến tần sẽ ñiều chỉnh góc mở của bộ biến ñổi một chiều – xoay chiều ñể giảm

ñiện áp cấp cho ñộng cơ và tốc ñộ ñộng cơ sẽ giảm. ðể dừng ñộng cơ thì ta mở tiếp ñiểm U

nếu thang máy ñang chạy lên hoặc mở tiếp ñiểm D nếu thang máy ñang chạy xuống.

* Ưu ñiểm của hệ thống truyền ñộng biến tần - ñộng cơ KðB rôto lồng sóc

Có thể dễ dang thay ñổi các thông số qua việc lập trình cho biến tần, có khả năng thay ñổi

thời gian khởi ñộng, thời gian hãm một cách mềm mại ñẻ giảm ñọ giật cho buồng thang,

ñiều khiển tốc ñộ mềm hâong toà, có khả năng ñiều khiển sâu tốc ñộ, chất lượng ñiều khiển

cao, có khả năng giữ ñộ cứng của ñộng cơ tốt, dễ dàng trong vận hành, sửa chữa và thay thế.

* Nhược ñiểm của hệ thống truyền ñộng biến tần - ñộng cơ KðB rôto lồng sóc:

Giá thành ñầu tư cho hệ thống là khá cao tuy nhiên ngày nay với việc chế tạo hang loạt thì

giá thành biến tân ñã giảm nhiều .Dạng ñiện áp ñầu ra của biến tần có chứa nhiều sóng hài

bậc cao nên dễ gây nhiễu cho lưới ñiện ba pha và lưới thông tin ở gần vị trí biến tần nhưng

có thể khác phục nhờ một bộ lọc nhiễu ñược chế tạo kèm theo.

3.1.4. Lựa chọn phương án truyền ñộng cho hệ thống truyền ñộng cabin thang máy:

Qua các phân tích ở trên và dựa vào yêu cầu công nghệ ñặt ra; ñồng thời căn cứ vào số tầng

phục vụ mà lựa chọn hệ thống truyền ñộng tối ưu sao cho thoả mãn ñược một cách hài hoà

nhất giữa các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật.

Trong ñồ án tốt nghiệp này nhóm thực hiện ñề tài sử dụng ñộng cơ ñiện xoay chiều kết hợp

biến tần. Bởi vì khi dùng biến tần thì việc ñiều chỉnh thay ñổi tốc ñộ ñộng cơ tương ñối rộng



40

và tương ñối mịn. ðáp ứng ñược yêu cầu của thang máy. Biến tần kết hợp ñộng cơ xoay

chiều thì tốc ñộ thang máy sẽ nhanh hơn rất nhiều. Bảo vệ ñược ñộng cơ. Phần cứng ñơn

giản.

Biến tần thưc hiện ñảo chiều ñộng cơ một cách dễ dàng . Thay ñổi thông số một cách dể

dàng

Qua phân tích ưu nhược ñiểm của như trên ta có sơ ñồ như sau:

Hình 3.11: Sơ ñồ mạch ñộng lực cho chuyển ñộng thang máy



41

3.2 Các hệ thống ñiều khiển thang máy

3.2.1.Hệ thống ñiều khiển thang máy sử dụng các phần tử có tiếp ñiểm

3.2.1.1 Các loại cảm biến có tiếp ñiểm và nhược ñiểm của chúng

Trong thang máy tốc ñộ trung bình và thấp, người ta thường sử dụng các công tắc hành

trình. ðây là một thiết bị cơ-ñiện có tay gạt với 3 tiếp ñiểm, tương ứng với 3 trạng thái ñầu

ra. Công tắc hành trình có ưu ñiểm là các trạng thái ñầu ra rất rõ ràng. Tuy nhiên nhược

ñiểm lớn nhất của nó là tuổi thọ giảm khi hoạt ñộng ở tốc ñộ cao và gây tiếng ồn lớn.

Do những nhược ñiểm trên nên trong thang máy tốc ñộ cao người ta không sử dụng công tắc

hành trình mà thay vào ñó là các loại cảm biến không tiếp ñiểm ñược trình bày trong phần

dưới ñây.

3.2.1.2 Hệ thống tự ñộng khống chế thang máy tốc ñộ trung bình sử dụng các phần tử cơ

khí, phần tử ñiều khiển có tiếp ñiểm :

ðối với những thang máy có tốc ñộ di chuyển của buồng thang (v = 0,75 ÷ 1) m/s thường

dùng ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc hai cấp tốc ñộ có hai bộ dây quấn stato ñộc lập .

Nâng cao ñộ chính xác khi dừng buồng thang bằng cách chuyển từ tốc ñộ cao sang tốc ñộ

thấp khi buồng thang ñi ñến tầng cần dừng.

Hạn chế dòng trong quá trình chuyển ñổi tốc ñộ ñộng cơ (ñộng cơ làm việc ở chế ñộ máy

phát thực hiện hãm tái sinh) từ tốc ñộ cao sang tốc ñộ thấp ñược thực hiện bằng cách ñưa

thêm ñiện trở phụ R vào trong một pha của dây quấn stato ñộng cơ. Khi ñộng cơ làm việc ở

tốc ñộ thấp (công tắc tơ T có ñiện). sau một thời gian từ ( 2 ÷ 5)s, tiếp ñiểm thường mở ñóng

chậm T sẽ ñóng lại, công tắc tơ G có ñiện, loại ñiện trở phụ R ra khỏi dây quấn stato ñộng

cơ.



42

Trên hình 3.12 giới thiệu sơ ñồ khống chế ñiều khiển thang máy sử dụng các phần tử có tiếp

ñiểm là rơle

Các thiết bị ñiều khiển ñặc trưng ở ñây gồm có:

+ Công tắc chuyển ñổi tầng (cảm biến vị trí) CðT1 ÷ CðT7 là loại công tắc ba vị trí.

+ Rơle trung gian (ở ñây thường gọi là rơle tầng) RT1 ÷ RT7.

+ Công tắc chuyển ñổi tốc ñộ (cảm biến vị trí) CT1H ÷ CT6H. và CT2N ÷ CT7N

ñược lắp cao hơn và thấp hơn so với sàn của mỗi tầng ở khoảng cách từ ( 600 ÷ 900)mm.

+ ðể ñóng, mở khoá mỗi cửa tầng, có cuộn nam châm NCðC, ñóng cắt cuộn dây

nam châm ñó bằng công tắc tơ KðC.

+ ðóng cắt cuộn dây nam châm của phanh hãm ñiện từ NCH bằng công tắc tơ KP.

+ Công tắc hành trình HC dùng ñể hạn chế hành trình của buồng thang.

+ CT1 ÷ CT7, tiếp ñiểm liên ñộng với các cửa tầng (các tiếp ñiểm ñó kín khi cửa các

tầng tương ứng ñã ñóng).

+ KCC, tiếp ñiểm liên ñộng với bộ kiểm tra sức căng của cáp treo (nó hở khi cáp treo

bị chùng).

+ FBH, tiếp ñiểm liên ñộng với cơ cấu phanh bảo hiểm và hạn chế tốc ñộ (tiếp ñiểm

ñó hở ra khi tốc ñộ di chuyển của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép hoặc trong trường

hợp ñứt cáp treo).

+ CBT, tiếp ñiểm liên ñộng với cửa buồng thang.

+ KS1, KS2, tiếp ñiểm liên ñộng với sàn của buồng thang. Khi có người ở trong

buồng thang, các tiếp ñiểm ñó hở ra thực hiện các chức năng sau:



43

Cð

RT

RT Cð

RT

RT

RT Cð

RT

RT Cð

RT

RT Cð

RT

RT Cð

Cð

RT

RT

RT

ðT

GT

KS

GT

ðT

G N H

ðT

GT

ðT

GT

ðT

GT

ðT

GT

ðT

GT

H

N

N

H

CT2

RT b b

aaCT2

CT3 CT3

RT

CT4 CT4

RT

CT5 CT5

RT

CT6 CT6

RT

CT7

RT

CT1

RT

N

H

K

TC

1C

TC

Kð

2C

C

Kð N

HKð

D CT

CT

CT CT

CT

CT CT

C C C T T T

GR

N N H H

K

NC

G N

C

Q C

ð

NCð

KC

FB

CB

KS

D

H

Buồng

Hình 3.12 Sơ ñồ khống chế thang máy các phần



44

- Báo thang máy ñang “bận” không cho phép ñiều khiển thang máy bằng các nút gọi

tầng (GT1 ÷ GT7).

- ðóng nguồn cung cấp cho ñèn chiếu sáng buồng thang.

ðiều khiển thang máy có thể thực hiện ở hai vị trí:

- Tại mỗi tầng: bằng các nút bấm gọi tầng GT1 ÷ GT7.

- Trong buồng thang: bằng cách bấm các nút ñến tầng (ðT1 ÷ ðT7).

Nguyên lý hoạt ñộng của sơ ñồ như sau:

Giả sử trong trường hợp này, (vị trí các cảm biến như trên hình vẽ ) buồng thang ñang ở tầng

1, sau khi hành khách ñi vào buồng thang xong, muốn lên tầng 3 ấn nút ðT3, công tắc tơ N

và rơ le tầng RT3 tác ñộng (có ñiện) theo mạch sau: D1 – (CT1 ÷ CT7) – FBH – KCC –

CBT – D2 – H (tiếp ñiểm thường ñóng) – cuộn dây công tắc tơ N – CðT3 – cuộn dây của rơ

le tầng RT3 – RT3. Khi rơ le tầng RT3 tác ñộng, cuộn dây của công tắc tơ tốc ñộ cao C có

ñiện theo ñường: cuộn dây công tắc tơ C – T (thường kín) – công tắc 1CT – CT3N – CT3H

– RT3. ðộng cơ truyền ñộng sẽ ñược ñóng ñiện chạy theo chiều nâng với tốc ñộ cao. Khi

công tắc tơ nâng tốc ñộ cao có ñiện, tiếp ñiểm của nó ñóng cấp nguồn cho cuộn dây của

công tắc tơ KðC và cuộn dây nam châm NCðC, không cho phép mở cửa các tầng.

Khi buồng thang ñi gần ñến tầng 3, công tắc chuyển ñổi tốc ñộ CT3N chuyển vị trí từ a sang

b, công tắc tơ C mất ñiện, tiếp ñiểm thường kín của nó ñóng lại cấp nguồn cho cuộn dây tốc

ñộ thấp T, cuộn dây stato (tốc ñộ thấp) ñược ñóng vào nguồn ñiện. ðộng cơ bắt ñầu làm việc

ở chế ñộ máy phát thực hiện hãm tái sinh và di chuyển với tốc ñộ thấp, khi buồng thang ñến

ñúng tầng 3, công tắc chuyển ñổi tầng CðT3 chuyển sang vị trí giữa, cắt ñiện các cuộn dây

của: rơle tầng RT3, công tắc tơ N, công tắc tơ KðC, cuộn dây nam châm NCðC , công tắc

tơ tốc ñộ thấp T và công tắc tơ KP.

- KP mất ñiện, cắt cuộn dây NCH, phanh hãm ñiện từ hãm trục ñộng cơ

- Cuộn dây nam châm NCðC mất ñiện, cho phép hành khách mở cửa ñi ra.



45

Hiện nay, trong các sơ ñồ khống chế thang máy, các loại công tắc chuyển ñổi tầng kiểu cơ

khí ñược thay thế bằng bộ cảm biến không tiếp ñiểm, cho phép nâng cao ñộ tin cậy làm việc

của thang máy. Ngoài ra việc ñóng cửa tầng, và cửa buồng thang ñược thực hiện hoàn toàn

tự ñộng bằng một hệ truyền ñộng ñiện riêng biệt.

3.2.2. Hệ thống ñiều khiển thang máy sử dụng các phần tử phi tiếp ñiểm

Hình 3.13 Sơ ñồ khống chế thang máy dùng các phần tử logic

ðể nâng cao ñộ tin cậy làm việc của thang máy, những năm gần ñây trong sơ ñồ khống chế

thang máy, các phần tử ñiều khiển có tiếp ñiểm (rơle trung gian, rơle tầng, các bộ cảm biến

CB7

§T7

§T1

DD1.1

DD3.7

DD2.7HCN

CB1

HCH

NK1

K2 H

DD4.1

DD5.1

DD6.1

DD6.2

DD5.2

DD4.2

DD1.7

§T6DD3.6

DD1.6

DD2.6

CB6

§T5DD3.5

DD1.5

DD2.5

CB5

§T4DD3.4

DD1.4

CB3

DD2.4

CB4

§T3DD3.3

DD1.3

DD2.3

§T2

DD2.2

DD1.2

CB2

DD3.2



46

vị trí, các nút bấm ñiều khiển) ñược thay thế bằng các phần tử không tiếp ñiểm (phần tử

logic). Nghiên cứu sơ ñồ ñiều khiển thang máy dùng các phần tử logic ñược dựa trên cơ sở

của các ñịnh luật ñại số logic (ñại số Boole), sẽ cho phép chúng ta xây dựng ñược sơ ñồ

nguyên lý ñiều khiển tối ưu với số lượng các phần tử tối thiểu nhất.

Trên hình 3.13 giới thiệu sơ ñồ ñiều khiển dùng các phần tử logic

Thang máy dùng các phần tử logic ñơn giản nhất ñiều khiển buồng thang ñi lên tầng (2 ÷ 7)

bằng các nút bấm ñến tầng ðT2 ÷ ðT7. ðiều khiển buồng thang ñi xuống (chỉ ñi xuống

ñược tầng 1) bằng nút bấm gọi tầng GT1.

- Cảm biến vị trí ñể dừng buồng thang tại mỗi tầng dùng loại cảm biến vị trí kiểu quan

ñiện CB1 ÷ CB7 . Hạn chế hành trình di chuyển của buồng thang theo chiều lên và chiều

xuống bằng các bộ cảm biến kiểu quang ñiện HCN và HCH ( các phần tử gạch chéo trên

hình).

- ðiều khiển thang máy bằng các nút bấm không tiếp ñiểm ðT2 ÷ ðT7 lắp trong

buông thang và nút bấm GT1 lắp ở cửa tầng 1.

Trước khi phân tích nguyên lý hoạt ñộng của sơ ñồ ñiều khiển thang máy ta quy ước

như sau:

- Các loại cảm biến vị trí CB1 ÷ CB7, HCN và HCH có mức logic “1” khi buồng thang

chưa ñến ñúng vị trí của cảm biến (ánh sáng chưa bị che khuất), khi bị che khuất nó có mức

logic “0”.

- Nút bấm ðT2 ÷ ðT7 và GT1 có mức logic “0” khi chưa ấn và có mức logic “1” khi

bị ấn.

* Phân tích nguyên lý hoạt ñộng của sơ ñồ ñiều khiển thang máy.

Giả sử buồng thang ñang ở tầng 1, muốn lên tầng 7, ấn nút bấm ðT7

trạng thái ban ñầu thang máy ñang dừng nên ñầu ra của DD4.2 có mức logic “1” nên kết hợp

với phím ấn ðT7 có mức logic “1” hai trạng thái này ñưa vào ñầu vào của phần tử AND

DD1.7 làm cho ñầu ra của DD1.7 có mức logic “1” mức logic này ñưa tới ñầu vào của phần



47

tử OR DD2.7 dẫn ñến ñầu ra của DD2.7 có mức logic “1” tín hiệu này ñược ñưa về một ñầu

vào của phần tử DD2.7 (ñể duy trì trạng thái của nút ấn ðT7) ñồng thời ñưa vào một ñầu vào

của phần tử AND DD3.7 , còn ñầu vào thứ hai từ cảm biến vị trí CB7 cùng có mức logic “1”

(vì buồng thang chưa ñi ñến mức dừng của tầng 7). ðầu ra của DD3.7 xuất hiện mức logic

“1”, tín hiệu ñó ñưa tới một ñầu vào của phần tử OR DD4.1, ñầu ra của DD4.1 xuất hiện

mức logic “1” ñưa tới 1 ñầu vào của phần tử AND DD5.1, ñầu vào thứ hai từ phần tử HCN

có mức logic “1” (vì buồng thang chưa vượt quá giới hạn trên của giếng thang máy), còn ñầu

vào thứ ba từ phần tử NOT DD6.2 có mức logic “1” ( vì ñầu ra của phần tử DD5.2 có mức

logic “0”), do vậy mà ñầu ra của phần tử AND DD5.1 có mức logic “1” qua khâu khuyếch

ñại K1, công tắc tơ N có ñiện, ñộng cơ truyền ñộng di chuyển buồng thang khởi ñộng theo

chiều nâng buồng thang ñi lên, khi buồng thang ñến ñúng tầng 7, cảm biến vị trí CB7 có

mức logic “0” dẫn ñến ñầu ra của DD3.7 có mức logic “0”, ñầu ra của DD4.1 có mức logic

“0” làm cho ñầu ra của DD5.1 có mức logic “0” công tắc tơ N mất ñiện buồng thang dừng

lại tại tầng 7.

Muốn hạ buồng thang xuống tầng , ấn nút GT1, ñầu ra của DD1.1 có mức logic “1”, ñầu ra

của DD5.2 có mức logic “1”, công tắc tơ H có ñiện, buồng thang di chuyển theo chiều ñi

xuống. Khi buồng thang xuống ñến ñúng tầng 1, CB1 có mức logic “0”, DD5.2 có mức logic

“0”, công tắc tơ H mất ñiện, buồng thang dừng lại.

3.2.3. Hệ thống ñiều khiển sử dụng thiết bị ñiều khiển logic lập trình

Nhìn một cách tổng thể thì một hệ thống ñiều khiển (Control System) là một tập hợp các linh

kiện và thiết bị ñiện tử ñược lắp ñặt ñể ñảm bảo sự làm việc ổn ñịnh, chính xác và trơn chu

của một quá trình hoặc một hoạt ñộng sản xuất nào ñó.

Nó ñược phân ra thành rất nhiều loại với nhiều mức ñộ khác nhau, từ các nhà máy sản xuất

năng lượng lớn ñến các máy móc sử dụng công nghệ bán dẫn. Do sự phát triển như vũ bão

của công nghệ, các hoạt ñộng ñiều khiển phức tạp ñược thực hiện bởi các hệ thống ñiều

khiển tự ñộng chất lượng cao, có thể là thiết bị ñiều khiển lập trình (Programable Logic

Controller - PLC) hoặc có thể là một máy tính chủ v.v...



48

Bên cạnh khả năng giao tiếp với các thiết bị thu nhận tín hiệu (tủ ñiều khiển, các ñộng cơ,

các sensor, các công tắc, các cuộn dây rơle v.v... ), hệ thống ñiều khiển hiện ñại còn có thể

nối thành mạng ñể ñiều khiển các quá trình có mức ñộ phức tạp cao cũng như các quá trình

có liên hệ mật thiết với nhau.

Mỗi một thiết bị ñơn lẻ trong hệ thống ñiều khiển có một vai trò quan trọng riêng không phụ

thuộc vào kích thước của nó. Thiết bị PLC không thể biết ñược những gì ñang xảy ra xung

quanh nó nếu thiếu những sensor báo tín hiệu. Nó cũng không thể kích hoạt một chuyển

ñộng cơ khí nếu không có ñộng cơ chấp hành. Và nếu cần thiết thì một máy tính chủ phải

ñược lắp ñặt ñể ñiều khiển ñồng bộ các hoạt ñộng có liên hệ mật thiết với nhau.

Cũng có những ứng dụng mà trong ñó chỉ cần một thiết bị PLC ñơn lẻ ñiều khiển một hoặc

một vài thiết bị khác.


Chương IV: Tổng quan về s7-200 và biến tần thang máy FUJI

49

CHƯƠNG IV

TỔNG QUAN VỀ PLC S7200 VÀ BIẾN TẦN THANG MÁY FUJI

4.1 Giới thi ệu về PLC S7 – 200

4.1.1 Tổng quan về thiết bị ñiều khiển PLC

4.1.1.1 Mở ñầu

Sự phát triển của kỹ thuật ñiều khiển tự ñộng hiện ñại và công nghệ ñiều khiển logic lập

trình dựa trên cơ sở phát triển của tin học mà cụ thể là sự phát triển của kỹ thuật máy

tính.

Kỹ thuật ñiều khiển logic lập trình PLC (Programmable Logic Control) ñược phát triển

từ những năm 1968 -1970. Trong gia ñoạn ñầu các thiết bị lập trình yêu cầu người sử

dụng phải có kỹ thuật ñiện tử, phải có trình ñộ cao. Ngày nay các thiết bị PLC ñã phát

triển mạnh mẽ và có mức ñộ phổ cập cao.

CPU

Bộ nhớ chương trình

Khối vi xử lý trung

tâm

+ Hệ ñiều hành

Bộ ñệm vào/ ra

Timer

Bộ ñếm

Bít cờ

Cổng vào ra Onboard

Cổng ngắt và ñếm tốc ñộ cao

Quản lý ghép nối

Bus của PLC

Hình 4.1 Nguyên lý chung về cấu trúc của một bộ ñiều khiển logic lập trình PLC



50

PLC là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán ñiều khiển số thông

qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán ñó bằng mạch số. Như

vậy với chương trình ñiểu khiển trong mình, PLC trở thành một bộ ñiều khiển số nhỏ

gọn, dễ trao ñổi thuật toán ñặc biệt dễ trao ñổi thông tin với môi trường xung quanh (với

các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình ñiều khiển ñược lưu nhớ trong

một bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình ( khối OB, FC hoặc FB) và ñược

thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét ( scan ).

ðể có thể thực hiện ñược một chương trình ñiều khiển, tất nhiên PLC phải có tính

năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ ñiều hành, bộ

nhớ ñể lưu chương trình ñiều khiển, dữ liệu và tất nhiên là phải có các cổng vào/ ra ( I/O)

ñể giao tiếp ñược với ñối tượng ñiều khiển và ñể trao ñổi thông tin với môi trường xung

quanh. Bên cạnh ñó nhằm phục vụ bài toán ñiều khiển số PLC cần phải có thêm các khối

chức năng ñặc biệt khác như bộ ñếm ( Counter), bộ thời gian ( Timer) ... và những khối

chuyên dụng khác.

Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính ñược tối ưu hoá cho các tác vụ tính toán và

hiển thị, còn PLC ñược chuyên biệt cho các tác vụ ñiều khiển và môi trường công

nghiệp. Vì vậy các PLC:

+ ðược thiết kế bền ñể chịu ñược rung ñộng, nhiệt, ẩm và tiếng ồn.

+ Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra.

+ ðược lập trình dễ dàng với ngôn ngữ ñiều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các

phép toán logic và chuyển mạch.

Về cơ bản chức năng của bộ ñiều khiển logic PLC cũng giống như chức năng của bộ ñiều

khiển thiết kế trên cơ sở các rơle công tắc tơ hoặc trên cơ sở các khối ñiện tử ñó là:

+ Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến.

+ Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu ñiều khiển và thực hiện ñóng mở

các mạch phù hợp với công nghệ.

+ Tính toán và soạn thảo các lệnh ñiều khiển trên cơ sở so sánh các thông tin thu

thập ñược.

+ Phân phát các lệnh ñiều khiển ñến các ñịa chỉ thích hợp.



51

Riêng ñối với máy công cụ và người máy công nghiệp thì bộ PLC có thể liên kết với

bộ ñiều khiển số NC hoặc CNC hình thành bộ ñiều khiển thích nghi. Trong hệ thống

trung tâm gia công, mọi quy trình công nghệ ñều ñược bộ PLC ñiều khiển tập trung.

4.1.1.2 Các thành phần cơ bản của một bộ PLC

a. Cấu hình phần cứng

Hệ thống PLC

thông dụng có năm

bộ phận cơ bản gồm:

bộ xử lý, bộ nhớ, bộ

nguồn, giao diện

vào/ra và thiết bị lập

trình. Sơ ñồ hệ thống

như hình 3.2

* Bộ xử lý

Bộ xử lý còn gọi

là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý. Bộ xử lý biên dịch các tín hiệu

vào và thực hiện các hoạt ñộng ñiều khiển theo chương trình ñược lưu trong bộ nhớ của

CPU, truyền các quyết ñịnh dưới dạng tín hiệu hoạt ñộng ñến các thiết bị ra.

Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự, ñầu tiên các thông

tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình ñược gọi lên tuần tự và ñược kiểm soát bởi bộ ñếm

chương trình. Bộ xử lý liên kết các tín hiệu và ñưa kết quả ra ñầu ra. Chu kỳ thời gian

này gọi là thời gian quét (scan). Thời gian vòng quét phụ thuộc vào tầm vóc của bộ nhớ,

vào tốc ñộ của CPU. Nói chung chu kỳ một vòng quét như hình 3.3

Bộ xử lý

Bộ nhớ

Thiết bị lập trình

Nguồn cung cấp

Giao diện vào

Giao diện ra

Hình 4.2

1. Nhập dữ liệu từ TB ngoại vi vào bộ ñệm ảo

2. Thực hiện chương trình 3. Truyền thông và kiểm tra lỗi

4. Chuyển dữ liệu từ bộ ñệm ảo ra TB ngoại vi

Hình 4.3



52

Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn ñến một thời gian trễ trong khi bộ ñếm của

chương trình ñi qua một chu trình ñầy ñủ, sau ñó bắt ñầu lại từ ñầu.

ðể ñánh giá thời gian trễ người ta ño thời gian quét của một chương trình dài 1Kbyte

và coi ñó là chỉ tiêu ñể so sánh các PLC. Với nhiều loại thiết bị thời gian trễ này có thể

tới 20ms hoặc hơn. Nếu thời gian trễ gây trở ngại cho quá trình ñiều khiển thì phải dùng

các biện pháp ñặc biệt, chẳng hạn như lặp lại những lần gọi quan trọng trong thời gian

một lần quét, hoặc là ñiều khiển các thông tin chuyển giao ñể bỏ bớt ñi những lần gọi ít

quan trọng khi thời gian quét dài tới mức không thể chấp nhận ñược. Nếu các giải pháp

trên không thoả mãn thì phải dùng PLC có thời gian quét ngắn hơn.

* Bộ nguồn

Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển ñổi ñiện áp AC thành ñiện áp thấp cho bộ vi xử lý

(thường là 5V) và cho các mạch ñiện trong các module còn lại (thường là 24V).

* Thiết bị lập trình

Thiết bị lập trình ñược sử dụng ñể lập các chương trình ñiều khiển cần thiết sau ñó

ñược chuyển cho PLC. Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trình chuyên dụng, có thể là

thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ, có thể là phần mềm ñược cài ñặt trên máy tính cá nhân.

* Bộ nhớ

Bộ nhớ là nơi lưu giữ chương trình sử dụng cho các hoạt ñộng ñiều khiển. Các dạng

bộ nhớ có thể là RAM, ROM, EPROM. Người ta luôn chế tạo nguồn dự phòng cho RAM

ñể duy trì chương trình trong trường hợp mất ñiện nguồn, thời gian duy trì tuỳ thuộc vào

từng PLC cụ thể. Bộ nhớ cũng có thể ñược chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích

nghi với các chức năng ñiều khiển có kích cỡ khác nhau, khi cần mở rộng có thể cắm

thêm.

* Giao diện vào/ra

Giao diện vào là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin

ñến các thiết bị bên ngoài. Tín hiệu vào có thể từ các công tắc, các bộ cảm



53

biến nhiệt ñộ, các tế bào quang ñiện.... Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dây công

tắc tơ, các rơle, các van ñiện từ, các ñộng cơ nhỏ... Tín hiệu vào/ra có thể là tín hiệu rời

rạc, tín hiệu liên tục, tín hiệu logic... Các tín hiệu vào/ra có thể thể hiện như hình 3.4.

Mỗi ñiểm vào ra có một ñịa chỉ duy nhất ñược PLC sử dụng.

Các kênh vào/ra ñã có các chức năng cách ly và ñiều hoá tín hiệu sao cho các bộ cảm

biến và các bộ tác ñộng có thể nối trực tiếp với chúng mà không cần thêm mạch ñiện

khác.

Tín hiệu vào thường ñược ghép cách ñiện (cách ly) nhờ linh kiện quang như hình 3.5.

Dải tín hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5v, 24v, 110v, 220v. Các PLC cơ nhỏ

thường chỉ nhập tín hiệu 24v.

Tín hiệu ra cũng ñược ghép cách ly, có thể cách ly kiểu rơle như hình 3.6 a, cách ly kiểu

quang như hình 3.6 b. Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24v, 100mA; 110v, 1A

một chiều; thậm chí 240v, 1A xoay chiều tuỳ loại PLC. Tuy nhiên, với PLC cỡ lớn dải

tín hiệu ra có thể thay ñổi

bằng cách lựa chọn các

module ra thích hợp.

Nút bấm và các công tắc

logic giới hạn

Bộ chuyển mạch, công tắc hành trình, giới hạn

Các tham số ñiều khiển như t0 áp

suất, áp lực

Các tín hiệu báo ñộng...

Bộ PLC

Các cuộn hút Các ñèn Các van

Hình 4.4

Tín hiệu vào

Tín hiệu ñến CPU

Ghép nối quang

Diode bảo vệ

Mạch phân áp

Hình 4.5

PLC



54

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

Chân cắm vào

Chân cắm ra

ổ cáp nối với bên ngoài

Hình 4.8

. Cấu tạo chung của PLC

Các PLC có hai kiểu cấu tạo cơ bản là:

kiểu hộp ñơn và kiểu modulle nối ghép.

Kiểu hộp ñơn thường dùng cho các PLC cỡ nhỏ và ñược cung cấp dưới dạng nguyên

chiếc hoàn chỉnh gồm bộ nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ và các giao diện vào/ra. Kiểu hộp ñơn

thường vẫn có khả năng ghép nối ñược với các module ngoài ñể mở rộng khả năng của

PLC. Kiểu hộp ñơn

Hình 4.6

Cầu chì Tín hiệu ra Ghép nối quang

PLC

Tín hiệu ra

Rơle

PLC

a, b,

Bộ nguồn Bộ xử lý Các module vào/ra...

Hình 4.7



55

Kiểu module gồm các module riêng cho mỗi chức năng như module nguồn, module xử lý

trung tâm, module ghép nối, module vào/ra, module mờ, module PID... các module ñược

lắp trên các rãnh và ñược kết nối với nhau. Kiểu cấu tạo này có thể ñược sử dụng cho các

thiết bị ñiều khiển lập trình với mọi kích cỡ, có nhiều bộ chức năng khác nhau ñược gộp

vào các module riêng biệt. Việc sử dụng các module tuỳ thuộc công dụng cụ thể. Kết cấu

này khá linh hoạt, cho phép mở rộng số lượng ñầu nối vào/ra bằng cách bổ sung các

module vào/ra hoặc tăng cường bộ nhớ bằng cách tăng thêm các ñơn vị nhớ.

c. Các vấn ñề về lập trình

* Khái niệm chung

Một PLC có thể sử dụng một cách kinh tế hay không phụ thuộc rất lớn vào thiết bị lập

trình. Khi trang bị một bộ PLC thì ñồng thời phải trang bị một thiết bị lập trình của cùng

một hãng chế tạo. Tuy nhiên, ngày nay người ta có thể lập trình bằng phần mềm trên máy

tính sau ñó chuyển sang PLC bằng mạch ghép nối riêng.

Sự khác nhau chính giữa bộ ñiều khiển lập trình PLC và công nghệ rơle hoặc bán dẫn là

ở chỗ kỹ thuật nhập chương trình vào bộ ñiều khiển như thế nào. Trong ñiều khiển rơle,

bộ ñiều khiển ñược chuyển ñổi một cách cơ học nhờ ñấu nối dây “ñiều khiển cứng”. Còn

với PLC thì việc lập trình ñược thực hiện thông qua một thiết bị lập trình và một ngoại vi

chương trình. Có thể chỉ ra qui trình lập trình theo giản ñồ hình 4.9.

Biểu ñồ tổ chức Biểu ñồ thời gian

Cán bộ kỹ thuật

Biểu ñồ công tắc Biểu ñồ bán dẫn Biểu ñồ dãy

Tủ ñiều khiển PLC Bộ nhớ Máy vi tính ñiều khiển

Bộ lập trình

Hình 4.9



56

ðể lập trình người ta có thể sử dụng một trong các mô hình sau ñây:

+ Mô hình dãy

+ Mô hình các chức năng

+ Mô hình biểu ñồ nối dây

+ Mô hình logic

Việc lựa chọn mô hình nào trong các mô hình trên cho thích hợp là tuỳ thuộc vào loại

PLC và ñiều quan trọng là chọn ñược loại PLC nào cho phép giao lưu tiện lợi và tránh

ñược chi phí không cần thiết. ða số các thiết bị lưu hành trên thị trường hiện nay là dùng

mô hình dãy hoặc biểu ñồ nối dây. Những PLC hiện ñại cho phép người dùng chuyển từ

một phương pháp nhập này sang một phương pháp nhập khác ngay trong quá trình nhập.

Trong thực tế khi sử dụng biểu ñồ nối dây thì việc lập trình có vẻ ñơn giản hơn vì nó có

cách thể hiện gần giống như mạch rơle công tắc tơ. Tuy nhiên, với những người ñã có

sẵn những hiểu biết cơ bản về ngôn ngữ lập trình thì lại cho rằng dùng mô hình dãy dễ

dàng hơn, ñồng thời với các mạch cỡ lớn thì dùng mô hình dãy có nhiều ưu ñiểm hơn.

Mỗi nhà chế tạo ñều có những thiết kế và phương thức thao tác thiết bị lập trình riêng, vì

thế khi có một loại PLC mới thì phải có thời gian và cần phải ñược huấn luyện ñể làm

quen với nó.

d. Các bước ñể tiến hành viết một chương trình ñiều khiển PLC

Thủ tục ñể thiết kế một chương trình ñiều khiển cho bộ ñiều khiển chương trình

ñược làm theo một lưu ñồ thuật toán sau:



57

4.1.1.3. ðánh giá ưu nhược ñiểm của PLC

Tìm hiểu các yêu cầu của hệ thống ñiều

khiển

Dựng một lưu ñồ chung cho hệ thống

ñiều khiển

Liệt kê các ñầu vào / ra tương ứng với các ñầu vào / ra của PLC

Phiên dịch lưu ñồ sang giản ñồ thang

Lập trình giản ñồ thang vào PLC

Mô phỏng chương trình và kiểm tra

phần mềm

Thay ñổi chương trình

Chương trình ñúng ?

Nối tất cả các thiết bị vào ra với PLC

Kiểm tra tất cả các dây nối

Chạy thử chương trình

Sửa lại phần mềm

Chương trình ñúng?

Lưu chương trình vào EPROM

Sắp xếp có hệ thống tất cả các bản vẽ

Kết thúc Hình 4.10

ðúng Sai

ðúng

Sai



58

Trước ñây, bộ PLC thường rất ñắt, khả năng hoạt ñộng bị hạn chế và qui trình lập

trình phức tạp. Vì những lý do ñó mà PLC chỉ ñược dùng trong những nhà máy và các

thiết bị ñặc biệt. Ngày nay do giảm giá liên tục, kèm theo tăng khả năng của PLC dẫn ñến

kết quả là ngày càng ñược áp dụng rộng rãi cho các thiết bị máy móc. Các bộ PLC ñơn

khối với 24 kênh ñầu vào và 16 kênh ñầu ra thích hợp với các máy tiêu chuẩn ñơn, các

trang thiết bị liên hợp. Còn các bộ PLC với nhiều khả năng ứng dụng và lựa chọn ñược

dùng cho những nhiệm vụ phức tạp hơn.

Có thể kể ra các ưu ñiểm của PLC như sau:

+ Chuẩn bị vào hoạt ñộng nhanh: Thiết kế kiểu module cho phép thích nghi nhanh

với mọi chức năng ñiều khiển. Khi ñã ñược lắp ghép thì PLC sẵn sàng làm việc ngay.

Ngoài ra nó còn ñược sử dụng lại cho các ứng dụng khác dễ dàng.

+ ðộ tin cậy cao: Các linh kiện ñiện tử có tuổi thọ dài hơn các thiết bị cơ-ñiện. ðộ tin

cậy của PLC ngày càng tăng, bảo dưỡng ñịnh kỳ thường không cần thiết còn với mạch

rơle công tắc tơ thì việc bảo dưỡng ñịnh kỳ là cần thiết.

+ Dễ dàng thay ñổi chương trình: Những thay ñổi chương trình ñược tiến hành ñơn

giản. ðể sửa ñổi hệ thống ñiều khiển và các quy tắc ñiều khiển ñang ñược sử dụng, người

vận hành chỉ cần nhập tập lệnh khác, gần như không cần mắc nối lại dây (tuy nhiên, có

thể vẫn phải nối lại nếu cần thiết). Nhờ ñó hệ thống rất

linh hoạt và hiệu quả.

+ ðánh giá nhu cầu ñơn giản: Khi biết các ñầu vào và

các ñầu ra thì có thể ñánh giá ñược kích cỡ yêu cầu của bộ

nhớ hay ñộ dài chương trình. Do ñó, có thể dễ dàng và

nhanh chóng lựa chọn PLC phù hợp với các yêu cầu công

nghệ ñặt ra.

+ Khả năng tái tạo: Nếu dùng nhiều PLC với qui cách kỹ thuật giống nhau thì chi phí

lao ñộng sẽ giảm thấp hơn nhiều so với bộ ñiều khiển rơle. ðó là do giảm phần lớn lao

ñộng lắp ráp.

+ Tiết kiệm không gian: PLC ñòi hỏi ít không gian hơn so với bộ ñiều khiển rơle

tương ñương.

Giá cả Hệ PLC

Hệ rơle

Hình 4.11

Số lượng vào/ra



59

+ Có tính chất nhiều chức năng: PLC có ưu ñiểm chính là có thể sử dụng cùng một

thiết bị ñiều khiển cơ bản cho nhiều hệ thống ñiều khiển. Người ta thường dùng PLC cho

các quá trình tự ñộng linh hoạt vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán, so sánh các giá trị

tương quan, thay ñổi chương trình và thay ñổi các thông số.

+ Về giá trị kinh tế: Khi xét về giá trị kinh tế của PLC ta phải ñề cập ñến số lượng

ñầu ra và ñầu vào. Quan hệ về giá thành với số lượng ñầu vào/ra có dạng như hình 4.11.

Như vậy, nếu số lượng ñầu vào/ra quá ít thì hệ rơle tỏ ra kinh tế hơn, những khi số lượng

ñầu vào/ra tăng lên thì hệ PLC kinh tế hơn hẳn.

Khi tính ñến giá cả của PLC thì không thể không kể ñến giá của các bộ phân phụ không

thể thiếu như thiết bị lập trình, máy in, băng ghi... cả việc ñào tạo nhân viên kỹ thuật. Nói

chung những phần mềm ñể thiết kế lập trình cho các mục ñích ñặc biệt là khá ñắt. Ngày

nay nhiều hãng chế tạo PLC ñã cung cấp chọn bộ ñóng gói phần mềm ñã ñược thử

nghiệm, nhưng việc thay thế, sửa ñổi các phần mềm là nhu cầu không thể tránh khỏi, do

ñó, vẫn cần thiết phải có kỹ năng phần mềm.

Phân bố giá cả cho việc lắp ñặt một PLC thường như sau:

- 50% cho phần cứng của PLC

- 10% cho thiết kế khuân khổ chương trình

- 20% cho soạn thảo và lập trình

- 15% cho chạy thử nghiệm

- 5% cho tài liệu.

Việc lắp ñặt một PLC tiếp theo chỉ bằng khoảng 1/2 giá thành của bộ ñầu tiên, nghĩa là

hầu như chỉ còn chi phí phần cứng.

Có thể so sánh hệ ñiều khiển rơle và hệ ñiều khiển PLC như sau:

Hệ rơle: + Nhiều bộ phận ñã ñược chuẩn hoá

+ ít nhạy cảm với nhiễu

+ Kinh tế với các hệ thống nhỏ

- Thời gian lắp ñặt lâu

- Thay ñổi khó khăn



60

- Khó theo dõi và kiểm tra các hệ thống lớn, phức tạp

- Cần bảo quản thường xuyên

- Kích thước lớn

Hệ PLC + Thay ñổi dễ dàng qua công nghệ phích cắm

+ Lắp ñặt ñơn giản

+ Thay ñổi nhanh qui trình ñiều khiển

+ Kích thước nhỏ

+ Có thể nối với mạng máy tính

- Giá thành cao

Bộ thiết bị lập trình thường ñắt, sử dụng ít

4.1.2 Bộ ñiều khiển PLC - S7-200

4.1.2.1 Cấu hình cứng

PLC Step 7 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. ðây là loại PLC hỗn hợp

vừa ñơn khối vừa ña khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một ñơn vị cơ bản sau ñó

có thể ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải. Có các module mở rộng tiêu

chuẩn. Những module ngoài này bao gồm những ñơn vị chức năng mà có thể tổ hợp lại

cho phù hợp với những nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể.

4.1.2.1.1 ðơn vị cơ bản

ðơn vị cơ bản của PLC S7-200 (CPU 314) như hình 4.12

Hình 4.12 Hình khối mặt trước PLC S7-

SIEMENS SIMATIC S7-200

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7

SF RUN STOP

I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7

Q1.0 Q1.1

1

2 5

7

3 4 6



61

Trong ñó:

1. Chân cắm cổng ra.

2. Chân cắm cổng vào.

3. Các ñèn trạng thái:

SF (ñèn ñỏ): Báo hiệu hệ thống bị hỏng.

RUN (ñèn xanh): Chỉ ñịnh rằng PLC ñang ở chế ñộ làm việc.

STOP (ñèn vàng): Chỉ ñịnh rằng PLC ñang ở chế ñộ dừng.

4. ðèn xanh ở cổng vào chỉ ñịnh trạng thái tức thời của cổng vào.

5. Cổng truyền thông.

6. ðèn xanh ở cổng ra chỉ ñịnh trạng thái tức thời của cổng ra.

7. Công tắc.

Chế ñộ làm việc: Công tắc chọn chế ñộ làm việc có ba vị trí

+ RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC sẽ tự chuyển về

trạng thái STOP khi máy có sự cố, hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, do ñó khi

chạy nên quan sát trạng thái thực của PLC theo ñèn báo.

+ STOP: cưỡng bức PLC dừng công việc ñang thực hiện, chuyển về trạng thái nghỉ.

ở chế ñộ này PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới.

+ TERM: cho phép PLC tự quyết ñịnh một chế ñộ làm việc (hoặc RUN hoặc STOP).

Chỉnh ñịnh tương tự: Núm ñiều chỉnh tương tự ñặt dưới nắp ñậy cạnh cổng ra, núm ñiều

chỉnh tương tự cho phép ñiều chỉnh tín hiệu tương tự, góc quay ñược 2700..

Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: Nguồn pin ñược tự ñộng chuyển sang trạng thái tích cực khi

dung lượng nhớ bị cạn kiệt và nó thay thế ñể dữ liệu không bị mất.

Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với phích cắm 9

chân ñể phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các PLC khác. Tốc ñộ

truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 boud. Các chân của cổng truyền thông là:



62

1. ñất

2. 24v DC

3. truy ền và nhận dữ liệu

4. không dùng

5. ñất

6. 5v DC (ñiện trở trong 100ΩΩΩΩ)

7. 24v DC (120 mA)

8. truy ền và nhận dữ liệu

9. không dùng

4.2.1.1.2. Thông số

• Với CPU 214:

+ 14 cổng vào và 10 cổng ra logic. Có thể mở rộng thêm 7 module bao gồm cả

module analog.

+ Tổng số cổng vào và ra cực ñại là: 64 vào, 64 ra.

+ 2048 từ ñơn (4Kbyte) thuộc miền nhớ ñọc/ghi không ñổi ñể lưu chương trình

(vùng nhớ giao diện với EFROM).

+ 2048 từ ñơn (4Kbyte) thuộc miền nhớ ñọc/ghi ñể ghi dữ liệu, trong ñó có 512 từ

ñầu thuộc miền không ñổi.

+ 128 bộ thời gian (Times) chia làm ba loại theo ñộ phân dải khác nhau: 4 bộ 1ms,

16 bộ 10ms và 108 bộ 100ms.

+ 128 bộ ñếm chia làm hai loại: chỉ ñếm tiến và vừa ñếm tiến vừa ñếm lùi.

+ 688 bit nhớ ñặc biệt ñể thông báo trạng thái và ñặt chế ñộ làm việc.

+ Các chế ñộ ngắt và xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc

xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ ñếm tốc ñộ cao và ngắt truyền xung.

+ Ba bộ ñếm tốc ñộ cao với nhịp 2KHz và 7KHz.

+ 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.

+ 2 bộ ñiều chỉnh tương tự.

5 4 3

9

2 1

8 7

Hình 4.13

6



63

+ Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190h khi PLC bị

mất nguồn cung cấp.

• Với CPU 212

+ 8 cổng vào và 6 cổng ra logic. Có thể mở rộng thêm 2 module bao gồm cả module

analog.

+ Tổng số cổng vào và ra cực ñại là: 64 vào, 64 ra.

+ 512 từ ñơn (1Kbyte) thuộc miền nhớ ñọc/ghi không ñổi ñể lưu chương trình (vùng

nhớ giao diện với EFROM).

+ 512 từ ñơn lưu dữ liệu, trong ñó có 100 từ nhớ ñọc/ghi thuộc miền không ñổi.

+ 64 bộ thời gian trễ (Times) trong ñó: 2 bộ 1ms, 8 bộ 10ms và 54 bộ 100ms.

+ 64 bộ ñếm chia làm hai loại: chỉ ñếm tiến và vừa ñếm tiến vừa ñếm lùi.

+ 368 bit nhớ ñặc biệt ñể thông báo trạng thái và ñặt chế ñộ làm việc.

+ Các chế ñộ ngắt và xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc

xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ ñếm tốc ñộ cao và ngắt truyền xung.

+ Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50h khi PLC bị mất

nguồn cung cấp.

4.1.2.2 Các module vào ra mở rộng

Khi quá trình tự ñộng hoá ñòi hỏi số lượng ñầu và ñầu ra nhiều hơn số lượng sẵn có trên

ñơn vị cơ bản hoặc khi cần những chức năng ñặc biệt thì có thể mở rộng ñơn vị cơ bản

bằng cách gá thêm các module ngoài. Tối ña có thể gá thêm 7 module vào ra qua 7 vị trí

có sẵn trên Panen về phía phải. ðịa chỉ của các vị trí của module ñược xác ñịnh bằng

kiểu vào ra và vị trí của module trong rãnh, bao gồm có các module cùng kiểu. Ví dụ một

module cổng ra không thể gán ñịa chỉ module cổng vào, cũng như module tương tự

không thể gán ñịa chỉ như module số và ngược lại.

Các module số hay rời rạc ñều chiếm chỗ trong bộ ñệm, tương ứng với số ñầu vào ra của

module.

Cách gán ñịa chỉ ñược thể hiện trên hình .4.14



64

4.1.2.3 Cấu trúc bộ nhớ

Bộ nhớ ñược chia thành 4 vùng chính ñó là:

4.1.2.3.1. Vùng nhớ chương trình

Vùng nhớ chương trình là miền bộ nhớ ñược sử dụng ñể lưu giữ các lệnh

chương trình. Vùng này thuộc kiểu không ñổi (non-volatile) ñọc / ghi ñược.

4.1.2.3.2 Vùng tham số

Vùng tham số lưu giữ các tham số như: từ khoá, ñịa chỉ trạm... vùng này

thuộc vùng không ñổi ñọc / ghi ñược.

4.1.2.3.3 Vùng dữ liệu

Vùng dữ liệu ñể cất các dữ liệu của chương trình gồm kết quả của các phép tính, các

hằng số trong chương trình.... vùng dữ liệu là miền nhớ ñộng, có thể truy nhập theo từng

bit, byte, từ (word) hoặc từ kép.

Vùng dữ liệu ñược chia thành các vùng nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau ñó là:

I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

CPU 214

I2.0 I2.1 I2.2 I2.3

Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3

I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7

AIW0 AIW2 AIW3 AIW4

AQW0

Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7

AIW8 AIW10 AIW12

AQW4

Hình 4.14 ðịa chỉ các module mở rộng

Module 0 (4 vào, 4 ra)

Module 1 (8 vào)

Module 2 analog

(3 vào, 1 ra)

Module 3 (8 ra)

Module 4 analog

(3 vào, 1 ra)



65

TT Tên tham số Diễn giải Tham số

CPU 212 CPU214

1 V Là miền ñọc ghi 0.0 ÷ 1023.7 0.0 ÷ 4095.7

2 I ðệm cổng vào 0.0 ÷7.7 0.0 ÷ 7.7

3 Q ðệm cổng ra 0.0 ÷ 7.7 0.0 ÷ 7.7

4 M Vùng nhớ nội 0.0 ÷ 15.7 0.0 ÷ 31.7

5 SM chỉ ñọc Vùng nhớ ñặc biệt 0.0 ÷ 29.7 0.0 ÷ 29.7

6 SM dọc/ghi Vùng nhớ ñặc biệt 30.0 ÷ 45.7 30.0 ÷ 85.7

ðịa chỉ truy nhập ñược qui ước với công thức:

* Truy nhập theo bit:

Tên miền + ñịa chỉ byte.chỉ số bit.

Ví dụ: V150.4 là ñịa chỉ bít số 4 của byte 150 thuộc miền V.

* Truy nhập theo byte:

Tên miền + B và ñịa chỉ byte.

Ví dụ: VB150 là ñịa chỉ byte 150 thuộc miền V.

* Truy nhập theo từ (word):

Tên miền + W và ñịa chỉ byte cao của từ.

Ví dụ: VW150 là ñịa chỉ từ ñơn gồm hai byte 150 và 151 thuộc miền V, trong ñó byte

150 có vai trò byte cao của từ.

* Truy nhập theo từ kép :

Tên miền + D và ñịa chỉ byte cao của từ.

Ví dụ: VD150 là ñịa chỉ từ kép gồm bốn byte 150, 151, 152 và 153 thuộc miền V, trong

ñó byte 150 có vai trò byte cao, 153 có vai trò là byte thấp của từ kép.

Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu ñều có thể truy nhập bằng con trỏ. Con trỏ ñược

ñịnh nghĩa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2, AC3. Mỗi con trỏ chỉ ñịa chỉ

gồm 4 byte (từ kép). Qui ước sử dụng con trỏ ñể truy nhập như sau:



66

+ ñịa chỉ byte cao

Ví dụ: + AC1 = &VB150 là thanh ghi AC1 chứa ñịa chỉ byte 150 thuộc miền V.

+ VD100 = &VW150 là từ kép VD100 chứa ñịa chỉ byte cao của từ ñơn VW150

thuộc miền V.

+ AC2 = &VD150 là thanh ghi AC2 chứa ñịa chỉ byte cao 150 của từ kép VD150

thuộc miền V.

Toán hạng * (con trỏ): là lấy nội dung của byte, từ hoặc từ kép mà con trỏ ñang

chỉ vào. Với các ñịa chỉ ñã xác ñịnh trên ta có các ví dụ:

Ví dụ: + Lấy nội dung của byte VB150 là: *AC1.

+ Lấy nội dung của từ ñơn VW150 là: *VD100.

+ Lấy nội dung của từ kép VD150 là: *AC2.

Phép gán ñịa chỉ và sử dụng con trỏ như trên cũng có tác dụng với những thanh ghi 16 bit

của bộ thời gian, bộ ñếm thuộc ñối tượng.

4.1.2.4 Vùng ñối tượng

Vùng ñối tượng ñể lưu giữ dữ liệu cho các ñối tượng lập trình như các giá trị tức thời, giá

trị ñặt trước của bộ ñếm, hay bộ thời gian. Dữ liệu kiểu ñối tượng bao gồm các thanh ghi

của bộ thời gian, bộ ñếm, các bộ ñếm cao tốc, bộ ñệm tương tự và các thanh ghi AC.

Kiểu dữ liệu ñối tượng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu ñối tượng chỉ ñược ghi

theo mục ñích cần sử dụng của ñối tượng ñó.

TT Tên tham

số Diễn giải

Tham số

CPU 212 CPU 214

1 AC0 ắc qui 0 (Không có khả năng làm con trỏ)

2 AC ắc qui 1 ÷3 1 ÷ 3

3 C Bộ ñếm 0 ÷ 63 0 ñến 127

4 HSC Bộ ñếm tốc ñộ cao 0 ñến 2

5 AW Bộ ñệm cổng vào tương tự 0 ÷30 0 ñến 30

6 AQW Bộ ñệm cổng ra tương tự 0 ÷ 30 0 ñến 30

7 T Bộ thời gian 0 ÷63 0 ñến 127



67

4.1.2.5. Chương trình của S7-200

* Cấu trúc chương trình S7-200

Các chương trình ñiều khiển với PLC S7-200 ñược viết có cấu trúc bao gồm chương

trình chính (main program) sau ñó ñến các chương trình con và các chương trình sử lý

ngắt như hình 6.4.

- Chương trình chính

ñược kết thúc bằng lệnh kết

thúc chương trình MEND.

- Chương trình con là

một bộ phận của chương

trình, chương trình con ñược

kết thúc bằng lệnh RET. Các

chương trình con phải ñược

viết sau lệnh kết thúc

chương trình chính MEND.

- Các chương trình xử

lý ngắt là một bộ phận của

chương trình, các chương

trình xử lý ngắt ñược kết

thúc bằng lệnh RETI. Nếu

cần sử dụng chương trình xử

lý ngắt phải viết sau lệnh kết

thúc chương trình chính MEND.

Các chương trình con ñược nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính. Sau

ñó ñến ngay các chương trình xử lý ngắt. Có thể tự do trộn lẫn các chương trình con và

chương trình xử lý ngắt ñằng sau chương trình chính.

Main Program M MEND

SBR 0 Chương trình con thứ nhất M RET

SBR n Chương trình con thứ n +1 M RET

INT 0 Chương trình xử lý ngắt thứ nhất M RETI

INT n Chương trình xử lý ngắt thứ n +1 M RETI

Hình 4.15 Cấu trúc chương trình của S7-200



68

4.2. Giới Thi ệu Biến Tần.

Hiện tại, ở Việt Nam, có một số nhãn hiệu biến tần ñang phân phối là Hitachi, Mitsubishi,

Danfoss, ABB, Siemens, FUJI …

4.2.1. Tiện ích khi sử dụng biến tần

ðiểm ñặc biệt nhất của hệ truyền ñộng biến tần - ñộng cơ là bạn có thể ñiều chỉnh vô cấp

tốc ñộ ñộng cơ. Tức là thông qua việc ñiều chỉnh tần số bạn có thể ñiều chỉnh tốc ñộ

ñộng cơ thay ñổi theo ý muốn trong một dải rộng.

khống chế dòng khởi ñộng ñộng cơ giúp quá trình khởi ñộng êm ái (mềm) nâng cao ñộ

bền kết cấu cơ khí; giảm thiểu chi phí lắp ñặt, bảo trì; tiết kiệm không gian lắp ñặt; các

chế ñộ tiết kiệm năng lượng,…

khống chế ñược năng lượng quá trình truyền ñộng bởi vì có thể kiểm soát ñược nó thông

qua các chế ñộ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch

pha,… của biến tần.

ðặc biệt, với những bộ biến tần có chế ñộ ñiều khiển “Sensorless Vector SLV” hoặc

“Vector Control With Encoder Feedback”, sẽ có ñược nhiều tính năng cao cấp hơn hẳn,

chúng sẽ cho bạn một dải ñiều chỉnh tốc ñộ rất rộng và mômen khởi ñộng lớn, bằng

200% ñịnh mức hoặc lớn hơn; sự biến ñộng vòng quay tại tốc ñộ thấp ñược giảm triệt ñể,

giúp nâng cao sự ổn ñịnh và ñộ chính xác của quá trình làm việc; mômen làm việc lớn,

ñạt 150% mômen ñịnh mức ngay cả ở vùng tốc ñộ 0.



69

4.2.2. Phạm vi sử dụng:

Các bộ biến tần bán dẫn dùng ñể khởi ñộng và ñiều chỉnh tốc ñộ ñộng cơ ñiện xoay chiều

3 pha rôto lồng sóc. Có nhiều kích cỡ công suất khác nhau phù hợp với từng loại công

suất ñộng cơ.

4.2.3. Chú ý khi sử dụng của biến tần

Bên trong bộ biến tần là các linh kiện ñiện tử bán dẫn nên rất nhậy cảm với ñiều kiện môi

trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên khi lựa chọn bạn phải chắc chắn rằng bộ

biến tần của mình ñã ñược nhiệt ñới hoá, phù hợp với môi trường khí hậu Việt Nam.

phải ñảm bảo ñiều kiện môi trường lắp ñặt như nhiệt ñộ, ñộ ẩm, vị trí.

Các bộ biến tần không thể làm việc ở ngoài trời, chúng cần ñược lắp ñặt trong tủ có

không gian rộng, thông gió tốt (tủ phải có quạt thông gió), vị trí ñặt tủ là nơi khô ráo

trong phòng có nhiệt ñộ nhỏ hơn 500oC, không có chất ăn mòn, khí gas, bụi bẩn, ñộ cao

nhỏ hơn 1000m so với mặt nước biển.

4.2.4. Giới Thi ệu Biến Tần FUJI Và Thông Số Kỹ Thuật của biến tần thang máy

Fuji

4.2.4.1 Giới thiệu:

Fuji là thương hiệu hàng ñầu của thế giới về biến tần. Với tiêu chuẩn của Nhật biến tần

Fuji có rất nhiều chuẩn loại phù hợp với từng ứng dụng cụ thể và giá thành.

Chia làm 5 loại chính :

a. Series Minin:

Dùng cho những ứng dụng nhỏ, bang tải công suất nhỏ có công suất

moto từ 0.1KW ñến 3.7 KW

o Ngõ ra tần số 0.1 -- 400 Hz

o Dãy công suất 0.1-- 3.7 Kw

o Momen khởi ñộng 150% hoặc lớn hơn



70

o Dễ dàng cài ñặt tần số bằng biến trở

b. Series Multi:

Dùng cho rất nhiều ứng dụng của biến tần như băng tải, bơm quạt, máy

công cụ …. Ứng dụng cho môtơ có công suất từ 0.1 kw ñến 15 kw

o Ngõ ra tần số 0.1 – 400 Hz

o Dãy công suất 0.1 – 15 Kw

o Mức chịu ñựng quá tải 150% /1 phút ,200% /0.5S

o ðiểu khiển ña cấp tốc ñộ 16 cấp

c. Series Eco:

ðây là loại biến tần chuyên dùng cho ứng dụng bơm, quạt ,máy

sấy,quạt hơi, tủ lạnh ,quạt thông gió … dùng cho mô tơ có công suất từ

0.75 Kw ñến 220Kw



o Mức chịu ñựng quá tải 120%/phút

o ðiều khiển da cấp tốc ñộ 8 cấp

d. Series 5000 G11S:

ðây là loại biến tần chuyên ñiều khiển tải có công suất lớn và tải hãm

lớn, ứng dụng cho ñiểu khiển cẩu, trục ,máy công cụ, máy chế biến gỗ

…dùng cho mô tơ có công suất từ 0.4 Kw ñến 500 Kw



o Mức chịu ñựng quá tải 150%/phút, 180%/0.5 giây

o ðiều khiển da cấp tốc ñộ 16 cấp

e. Series Mega:

Là dòng biến cần cao cấp, dùng cho hầu hết các ứng dụng với ñộ chính

xác và sai số thấp …Ứng dụng cho mô tơ có công suất 0.2Kw-630 Kw



o Mức chịu ñựng quá tải 200%/3 giây



71

f. Series Lift:

Loại biến tần chuyên dùng cho thang máy với tích hợp sẵn bộ encoder

o Ngõ ra tần số 0.0-- 400 Hz

o Có dầu vào 48

o Mức chịu ñựng quá tải 200%/10 Giây

o Tích hợp sẵn bộ encoder

4.2.4.2 Thông Số Kỹ Thuật của biến tần thang máy Fuj

Hình 4.16 : Sơ ñố ñấu dây cho biến tầng

A. Bảng thông số kỹ thuật cho MCCB, MC và ñiện trở thắng (ñiện trở xả)

Công suất biến tần 5.5kW 7.5kW 11kW 15kW 18.5kW 22kW MCCB, MC1, MC2, MC 16A 20A 32A 40A 50A 63A Giá trị ñiện trở nhỏ nhất 64Ω 48Ω 24Ω 24Ω 16Ω 12Ω Công suất ñiện trở 800W 900W 1400W 1400W 1800W 1800W

- Chọn encoder loại: + Open Collector transistor/ tần số xung lớn nhất 25Hz



72

+ Complementary transistor/ tần số xung lớn nhất 100Hz - ðiện áp nuôi: 12V hoặc 15V - Chiều dài từ encoder tới biến tần: nhỏ hơn 20m

b. Các ñường ñặt tuyến chỉnh êm thang máy:



73


Chương V: Thiết kế

73

S

S¸ng §T1R

Q I0.1

§T1

Q2.1

§T2

S¸ng §T2

I0.2

Q2.2

QS

R

S¸ng §T3Q2.3 R

S Q I0.3

§T3

S¸ng §T4

§T5

Q2.5

I0.5QS

RS¸ng §T5

Q2.4

§T4

R

S Q I0.4

§T6

Q2.6

Q2.7

§T7

I0.6QS

R

S¸ng §T7R

S Q I0.7

S¸ng §T6

Close Fast

Open Fast

I3.4

I3.3

U u tiên

I3.0

+UCC - UCC

Hình 5.1 : Bộ bàn phím ñặt trong cabin

CHƯƠNG V: THI ẾT KẾ 5.1. Thiết kế phần cứng

5.1.1 Thiết kế bộ nút ấn :

Do số tầng của toà nhà không cao lắm nên việc tạo ra các nút ấn gọi tầng không ñòi hỏi phức

tạp lắm vì vậy ta sẽ sử dụng các nút ấn tiếp xúc ñể gọi tầng, gọi thang. Mỗi nút ấn sẽ tương

ứng với 1 tầng và ñược nối với ñầu vào Set của một Trigơ RS, ñầu vào Reset của Trigơ ñược

nối tới một ñầu ra của PLC. ðầu ra của Trigơ tương ứng sẽ ñược gửi tới 1 ñầu vào của PLC

và ñồng thời ñầu ra này làm sáng một Led ñược bố

trí ñể sáng nút ấn, nút ấn sáng báo cho hành khách

biết có người ñã chọn tầng ñó và nếu muốn ñi ñến

hoặc gọi thang ñúng với tầng ñó thì không phải nhấn

thêm, chỉ việc ñợi và thang máy sẽ phục vụ. Khi nào

phục vụ song lệnh tương ứng

thì PLC sẽ gửi tín hiệu ra tới ñầu vào R của Trigơ

ñể xoá trạng thái sáng của nút ấn, và có thể tiếp tục

nhận lệnh mới từ nút ấn ñó.

a. Bộ nút ấn trong cabin

Trong cabin bố trí 7 nút ấn ñến tầng (gọi tầng)

ký hiệu từ ðT1 ÷ ðT7 tương ứng tuân theo thứ tự từ

tầng 1 ñến tầng 7. Khi hành khách vào trong cabin

muốn ñi ñến tầng nào chỉ việc nhấn vào phím ðT

tương ứng.

Ngoài ra trong cabin còn thiết kế thêm ba nút

Colse , Open và phím ưu tiên:

- Close ñể lệnh ñóng cửa nhanh.

- Nút ấn Open ñể lệnh mở cửa nhanh.

- Nút ưu tiên: Dùng trong trường hợp



74

vận chuyển hàng hoá

ðịa chỉ nối với ñầu vào và ñầu ra của PLC ñược gán như trên hình 5.1

b. Bộ nút ấn gọi thang ñặt ở cửa mỗi tầng

Mỗi cửa tầng ñược bố trí 2 nút gọi thang 1 nút gọi thang lên (GTL) và 1 nút gọi thang

xuống (GTX) riêng tầng 1 chỉ có nút gọi thang xuống và tầng 7 chỉ có 1 nút gọi thang lên.

Nguyên tắc sử dụng như sau: Thông qua bộ hiển thị về vị trí hiện tại và hướng di chuyển của

buồng thang ñặt tại cửa tầng mà hành khách có thể nhận biết ñược vị trí hiện tại của thang và

hướng chuyển ñộng hiện tại của thang. Nếu muốn ñi lên trên tầng khác thì nhấn nút gọi

thang lên, nếu muốn xuống dưới tầng khác thì nhấn vào phím gọi thang xuống.

Mạch nối dây của các nút ấn gọi thang sẽ ñược ñấu tương tự như các nút ấn gọi tầng với ñầu

vào ñầu ra tương ứng ñược chỉ ra trên hình 5.2

Hình 5.2: Bộ nút ấn gọi thang ñặt ở cửa mỗi tầng

S¸ng GTL2

GTL6

GTL5

GTL4

GTL3

Q3.6

Q3.4

Q3.5

Q3.3

S¸ng GTL6

S¸ng GTL5

S¸ng GTL4

S¸ng GTL3

R

S Q I1.6

I1.4QS

R

R

S Q I1.5

I1.3QS

R

GTL2

Q3.2

Q3.1

GTL1

S¸ng GTL1

R

S Q

QS

R

I1.2

I1.1

S¸ng GTX3

GTX7

GTX6

GTX5

GTX4

Q4.4

Q4.6

Q4.5

Q4.7

R

S Q I2.4

I2.6QS

R

R

S Q I2.5

I2.7QS

R

S¸ng GTX4

S¸ng GTX5

S¸ng GTX6

S¸ng GTX7

GTX3

GTX2

Q4.2

Q4.3

I2.2

I2.3

R

S Q

QS

R

S¸ng GTX2

+UCC - UCC +UCC - UCC



75

Cabin

1 2 3 4 5 6 7

GTX

BT

GTL

GTL

BT

3

2

1

5

6

7

4

I1.7

I2.0

I2.1

GTL

BT

GTX

GTL

BT

GTX

GTL

BT

GTX

GTL

BT

GTX

BT

GTX

Hình 5.3 Bố trí các sensor và các cờ tác ñộng

5.1.2 Bố trí các sensor và các cờ tác ñộng cho sensor

Như ñã ñề cập ñể dừng chính xác buồng thang thì phải có tín hiệu báo giảm tốc trước khi

phanh hãm ñến sàn tầng. Ta thiết kế 3 Sensor với chân và ý nghĩa như sau:

Ba sensor này gắn và chuyển ñộng cùng cabin của thang máy. Tại mỗi tầng ta ñặt các cờ (là

các lá thép ñể chắn ánh sáng của sensor) tác ñộng cho các sensor trên. và khi ñi qua tầng nào

thì các sensor này ñều ñược các cờ này tác ñộng và tín hiệu của nó ñược gửi tới PLC ñể xử

lý và quyết ñịnh có giảm tốc hay dừng ở tầng ñó không.

Vị trí ñặt các cờ cho các sensor ñược bố trí như trên hình 5.3

Trong ñó :

- BT: cờ bằng tầng

- GTL: cờ báo giảm tốc theo chiều lên

- GTX: cờ báo giảm tốc theo chiều xuống

Thông qua các sensor này PLC xử lý và biết ñược vị trí

hiện tại của thang máy. Và có những lệnh giảm tốc, dừng thích

hợp.



76

5.1.3 Sơ ñồ nguyên lý chung:

X4

PLC

U2

U3

<

FUJI

C

CBP

D

R1

O

M

>

LS

R

T

L1

X3

C

CB OUT

R

E

I

R

CMY

O

R0

230VAC

220UPS

T1

Z

U1

L3

X1

N

E

NX2

N

CM

G

R 0

0UPS

CM

OS

E

T

E

C

E

12V

C

C

S1

S

E

O

N

PA

30B

L2W

R

220UPS

PZ

A

N

CM

L N

PI

A

J2

R

PB

E

PLC

N

J2

E

>

RBB

P

D

X8

P

30C

BLANKING RESISTOR

I

0V

FWD

<

O

C

DC

DB

R

UPS220

T

A

POT

REV

VVVFT0

<

PE

COMAC

Y1

B

Hình 5.4 Sơ ñồ nguyên lý cho thang máy



77

5.2 Thiết kế phần mềm

5.2.1 Tối ưu hoá chương trình ñiều khiển thang máy

Khi thang máy hoạt ñộng có thể sẩy ra trường hợp thang máy phải phục vụ ñồng thời

nhiều người, mỗi người lại có nhu cầu khác nhau. Vì vậy tối ưu hoá trong ñiều khiển thang

máy là rất quan trọng. Sự tối ưu ñó phải thoả mãn ñược các yêu cầu cơ bản sau:

- Phục vụ và nhớ ñược hét các tín hiệu gọi tầng, ñến tầng.

- Tổng quãng ñường mà thang máy phải di chuyển là ngắn nhất.

- Hệ thống truyền ñộng không phải hãm dừng nhiều lần ñảm bảo tối thiểu thời gian

quá ñộ.

- Sao cho người sử dụng thang máy cảm thấy ñược phục vụ một cách tốt nhất tránh

tình trạng người gọi thang trước mà phải ñợi thang quá lâu.

Như vậy, một vấn ñề ñặt ra là làm thế nào ñể có thể phục vụ ñược tất cả hành khách

một cách tối ưu nhất, có thể nhớ ñược nhiều tín hiệu gọi Cabin và xử lý các tín hiệu nhớ này

theo một luật tối ưu. Trong trường hợp này ta sử dụng lý thuyết hàng ñợi và luật ñiều khiển

tối ưu theo chiều chuyển ñộng.

5.2.2 Luật ñiều khiển tối ưu theo chiều chuyển ñộng:

Theo luật này thì tín hiệu gọi ñầu tiên sẽ quyết ñịnh hành trình ñầu tiên cho thang.

Nếu thang chuyển ñộng theo hành tình lên thì nó phục vụ lần lượt tất cả các tín hiệu gọi tầng

và ñến tầng trên ñường chuyển ñộng ñi lên.

5.2.2.1 Lý thuyết hàng ñợi :

a. Khái niệm chung về hệ thống hàng ñợi

Hệ thống hàng ñợi (Queueing System) là hệ thống có các bộ phận phục vụ (Services)

và các khách hàng ñi ñến hệ thống (Arriving Customers) ñể ñược phục vụ. Nếu khi khách

hàng ñến mà các bộ phận phục vụ ñều bận thì các khách hàng phải sắp hàng ñể ñợi ñược

phục vụ. Chính vì vậy mà hệ thống này có tên là hệ thống hàng ñợi. Lý thuyết toán học ñể



78

khảo sát các hệ thống hàng ñợi ñược gọi là lý thuyết phục vụ ñám ñông (các khách hàng

ñược coi là một ñám ñông ñược phục vụ).

b. Các ñặc trưng cho hàng ñợi

* Chiều dài hàng ñợi

Là số khách hàng có trong hàng ñợi (hạn chế hoặc không hạn chế ).

* Thời gian ñợi

Là khoảng thời gian từ khi khách hàng ñến hệ thống cho ñến khi bắt ñầu ñược phục

vụ. Thời gian ñợi có thể hạn chế hoặc không hạn chế.

* Luật sắp hàng

Là phương thức chọn khách hàng trong hàng ñợi. Thông thường có các luật sắp hàng

như sau :

- ðến trước phục vụ trước

- ðến trước phục vụ sau

- Ngẫu nhiên

- Ưu tiên ...

c. Các thành phần chính của hệ thống hàng ñợi

Hệ thống hàng ñợi có ba bộ phận chính là :

* Dòng khách hàng

Là các phần tử, yêu cầu, sự kiện ñi ñến hệ thống ñể ñược phục vụ - ñược gọi chung là

khách hàng. ðặc trưng cho dòng khách hàng là cường ñộ dòng khách hàng λ/ñơn vị thời

gian. Dòng khách hàng là một dòng sự kiện ngẫu nhiên, do ñó khoảng cách thời gian giữa

các khách hàng cũng là một ñại lượng ngẫu nhiên.



79

* Kênh phục vụ

Là các cơ cấu ñể phục vụ khách hàng, thực hiện các yêu cầu của khách hàng. Thời gian

phục vụ (Service time) và khoảng thời gian giữa các lần phục vụ là những ñại lượng ngẫu

nhiên. Tuỳ theo hệ thống có một hay nhiều ñiểm phục vụ mà người ta gọi là hệ thống có một

hoặc nhiều kênh phục vụ. ðặc trưng cho kênh phục vụ là dòng phục vụ với cường ñộ là

µ/ñơn vị thời gian. Cường ñộ phục vụ là số khách hàng ñược phục vụ xong trên một ñơn vị

thời gian.

* Hàng ñợi (Queue)

Là số khách hàng chờ ñến lượt ñược phục vụ. Tuỳ theo số khách hàng ñến nhiều hay ít

(cường ñộ λ lớn hay bé), khả năng phục vụ (số kênh phục vụ, thời gian phục vụ) mà số

khách hàng phải ñợi trong hàng ñợi nhiều hay ít. Vì vậy, ñộ dài hàng ñợi cũng là một ñại

lượng ngẫu nhiên.

* Luật sắp hàng

Trong hệ thống hàng ñợi có một kênh phục vụ thường có luật sắp hàng ñiều chỉnh sau

ñây:

- FIFO (First - In First - Out) : Khách hàng ñến trước phục vụ trước . Luật FIFO

thường ñược dùng ở những nơi như :

+ Sắp hàng trước quầy tính tiền của siêu thị

+ Sắp hàng vào cơ sở dịch vụ , phương tiện vận tải .

+ Các thiết bị sắp hàng trên băng tải chờ ñến lượt ñược lắp ráp .v.v.

- LIFO (Last - In First - Out) : Khách hàng ñến sau ñược phục vụ trước luật LIFO

thường ñược dùng ở những nới như ;

+ Ra khỏi buồng thanh máy : người nào vào sau cùng sẽ ñược ra trước tiên .

+ ðọc giữ liệu trên băng từ : dữ liệu ghi sau sẽ ñược ñọc trước .

+ Hàng hoá ñược xếp vào thùng chứa : hàng xếp sau cùng (phía trên của hàng chứa sẽ

ñựơc lấy ra trước v.v...



80

- Ngẫu nhiên : các khách hành ñều có chế ñộ ưu tiên như nhau và ñược phục vụ một

cách ngẫu nhiên . Luật này thường ñựợc lấy ở các trường hợp sau như :

+ Phụ nữ trẻ em và người tàn tật ñược ưu tiên phục trước.

+ Luật FIFO cũng là trường hợp ñặc biệt với ñầu ưu tiên là ñến trước .

+ Thời gian phục vụ ngắn ñược phục vụ trước (shortest job first). Ví dụ trên nút giao

thông xe nhỏ gọn nhanh ñược ưu tiên ñi trứơc so với xe to cồng kềnh di chuyển chậm v.v...

*Chiều dài hàng ñợi

Chiều dài hàng ñợi là số khách hàng ñứng ñợi ñể ñựoc phục vụ. Nếu số vị trí ñể ñứng

ñợi không hạn chế thì chiều dài hàng ñợi có thể dài bất kỳ . Ngược lại nếu số vị trí ñứng ñợi

là hạn chế thì thì chiều dài hàng ñứng ñợi không vượt quá số ñã cho trước . Trong trường

hợp này nếu khách hàng ñến ñúng vào lúc chiều dài hàng ñợi ñã ñầy thì phải rời bỏ hệ thống

và hệ thống sẽ bị mất khách hàng . Chiều dài hàng ñợi là một ñại lượng ngẫu nhiên phụ

thuộc vào cường ñộ dòng khách hàng và dòng phục vụ.

* Thời gian sắp hàng

Thời gian sắp hàng là quãng thời gian khách hàng ñứng ñợi trong hàng ñợi chờ ñể chờ

ñến lượt phục vụ. Có loại khách hàng có thể ñợi bao lâu cũng ñựơc, ngựơc lại có loại khách

hàng chỉ có thể ñợi trong một thời gian nhất ñịnh, hết thời gian ñó khách hàng sẽ rời bỏ hệ

thống mặc dầu vẫn còn chỗ ñể ñứng ñợi. Trong trường hợp này hệ thống sẽ mất khách hàng.

ðể giảm khả năng mất khách hàng hệ thống phải tăng cường ñộ dòng phục vụ hoặc tăng số

kênh phục vụ.

5.2.3 Thuật toán tối ưu ñiều khiển thang máy

Khi thiết kế thuật toán tối ưu ñiều khiển thang máy với hệ thống hàng ñợi ta thấy có

những ñặc ñiểm cần lưu ý như sau :

- Nếu chiều dài hàng ñợi lớn quá có thể xảy ra trương hợp hành khách không ñợi

ñược ñã không ñi thang máy. Trong khi ñó ñến lượt ñược phục vụ thang máy vẫn chạy ñến



81

ñúng vị trí gọi. Như vậy sẽ dẫn ñến lãng phí thời gian và giảm hiệu suất hoạt ñộng của

thang. Do ñó trong trường hợp này ta chọn 4 hàng ñợi và chiều dài mỗi hàng ñợi là 7

- Lpv : hàng ñợi lên phục vụ

- Lcpv : hàng ñợi lên chờ phục vụ

- Xpv : hàng ñợi xuống phục vụ

- Xcpv : hàng ñợi xuống chờ phục vụ

Khi bắt ñầu khởi ñộng hệ thống thì thang máy phải ñược ñưa về tầng 1 ñể xác lập vị

trí ban ñầu của thang máy.

Các tín hiệu lệnh của khách hàng sẽ ñược ñưa vào 1 trong 4 hàng ñợi trên tuỳ theo

từng trường hợp và thang máy luôn luôn phục vụ theo các phần tử trong hàng ñợi. Khi phục

vụ song phần tử nào trong hàng ñợi thì phải có thao tác xoá lệnh trong hàng ñợi. Tới khi nào

các hàng ñợi ñã hết thì thang máy tạm dừng ở tầng phục vụ cuối cùng và tiếp tục chờ lệnh

của khách.

Sau ñây là phần thuyết minh các thuật toán ñã ñược sử dụng trong chương trình ñiều

khiển thang máy trong bản ñồ án này.



82

5.2.3.1 Thuật toán xử lý phím ñến tầng

Bắt ñầu

Lệnh tại vị trí ca bin ñang dừng

Kiểm tra cờ Busy

ðóng mở cửa

Kiểm tra cờ chạy

Vị trí lệnh > vị trí cabin

Vị trí lệnh < vị trí cabin

Lưu lệnh vào hàng ñợi xuống chờ phục vụ

Lưu lệnh vào hàng ñợi lên chờ phục vụ

Lưu lệnh vào hàng ñợi xuống phục vụ

- Thiết lập cờ chạy lên - Lưu lệnh vào hàng ñợi lên phục vụ

- Thiết lập cờ chạy xuống - Lưu lệnh vào hàng ñợi xuống phục vụ

Thiết lập cờ busy


ðúng

Sai

Bận Không bận

Xuống Lên

ðúng Sai ðúng

Sai

ðúng

Sai

Kết thúc

Lưu lệnh vào hàng ñợi lên phục vụ



83

5.2.3.2 Thuật toán xử lý phím gọi xuống

Bắt ñầu



ðóng mở cửa


Vị trí lệnh < vị trí cabin

Lưu lệnh vào hàng ñợi xuống chờ phục vụ



Thiết lập cờ busy Kiểm tra cờ chạy

Bận Không bận

Lên

Xuống

ðúng

ðúng

Sai

ðúng

Sai

Kết thúc

Lưu lệnh vào hàng ñợi xuống phục vụ

Sai



84

5.2.3.3 Thuật toán xử lý phím gọi lên

Bắt ñầu



ðóng mở cửa



Lưu lệnh vào hàng ñợi lên chờ phục vụ



Thiết lập cờ busy Kiểm tra cờ chạy

Bận Không bận

Xuống

Lên

ðúng

ðúng

Sai

ðúng

Sai

Kết thúc

Lưu lệnh vào hàng ñợi lên phục vụ

Sai



85

5.2.3.4 Thuật toán chương trình con ñọc bàn phím

Có lệnh (Có phím ñược ấn)

Bắt ñầu

Kiểm tra lệnh

Lệnh ñến tầng

Gọi lên Gọi xuống

Gọi chương trình xử lý lệnh gọi lên

Gọi chương trình xử lý lệnh ñến tầng

Gọi chương trình xử lý lệnh gọi xuống

Kết thúc

Sai

ðúng



86

5.2.3.24 Thuật toán chương trình con ñóng mở cửa thang máy

Báo quá tải

Kết thúc

Có tín hiệu quá tải

Hết trễ 10s

ðọc bàn phím

Cửa ñã ñóng hoàn toàn

Có lệnh ñóng cửa

nhanh

Có lệnh mở cửa nhanh

- Xoá lệnh - Trễ 10s

Thiết lập trễ 10s

Có tín hiệu quá tải

Cửa ñã mở hoàn toàn

Có lệnh ñóng

cửa nhanh ðóng cửa

Mở cửa

Báo quá tải

Trễ 2s

Bắt ñầu

ðúng

Sai

Sai

ðúng

ðúng

Sai

ðúng

Sai

ðúng Sai

Sai

ðúng

Sai

ðúng

Sai

ðúng



87

5.2.4 Chương trình ñiều khiển thang máy sử dung PLC S7 – 200 5.2.4.1 Quy ñịnh các chân vào ra của PLC

a.Quy ñinh các ñầu vào của PLC

* Các nút ấn ñặt trong cabin

- ðến tầng 1 I0.1







- ưu tiên I3.0

- Mở cửa nhanh I3.3

- ðóng cửa nhanh I3.4

* Các nút ấn gọi thang ñặt ở mỗi cửa tầng

- Nút Gọi lên 1 I1.1

- Gọi lên 2 I1.2

- Gọi lên 3 I1.3

- Gọi lên 4 I1.4

- Gọi lên 5 I1.5

- Gọi lên 6 I1.6

- Gọi xuống 2 I2.2






* Các ñầu ra của sensor nối với PLC



88

- Báo quá tải I0.0

- Báo cửa ñã mở hẳn I1.0

- Báo bằng tầng I1.7

- Báo giảm tốc chiều thuận I2.0

- Báo giảm tốc chiều ngược I2.1

- Báo thang ở tầng 1 I3.2

- Báo cửa ñã ñóng hẳn I3.5

- Hạn chế trên I3.6

- Hạn chế dưới I3.7

- Nút khởi ñộng hệ thống I3.1

b. Quy ñịnh các ñầu ra của PLC

* Các ñầu ra ñiều khiển ñộng cơ truyền ñộng cabin và ñộng cơ cửa

- Quay thuận Q0.0

- Quay ngược Q0.1

- Quay nhanh Q0.2

- Quay chậm Q0.3

- Dừng thang máy Q0.4

- Mở cửa Q0.5

- ðóng cửa Q0.6

* Các chân ra ñể xoá nhớ của các nút ấn ñến tầng và gọi thang

- Xoá Nút ñến tầng 1 (ðT1) Q2.1

- Xoá ðT2 Q2.2

- Xoá ðT3 Q2.3

- Xoá ðT4 Q2.4

- Xoá ðT5 Q2.5

- Xoá ðT6 Q2.6

- Xoá ðT7 Q2.7



89

- Xoá nút gọi lên1 (GL1) Q3.1

- Xoá GL2 Q3.2

- Xoá GL3 Q3.3

- Xoá GL4 Q3.4

- Xoá GL5 Q3.5

- Xoá GL6 Q3.6

- Xoá nút gọi xuống2 (GX2) Q4.2

- Xoá GX3 Q4.3

- Xoá GX4 Q4.4

- Xoá GX5 Q4.5

- Xoá GX6 Q4.6

- Xoá GX7 Q4.7

* Các chân ra ñiều khiển Led 7 thanh hiện vị trí cabin

Có 7 Led 7 thanh ñặt tại trước cửa mỗi tầng và 1 Led ñặt trong cabin ñể hiện thị cho

hành khách biết vị trí của cabin. các leb này ñược nối song song với nhau.

- a Q1.1

- b Q1.2

- c Q1.3

- d Q1.4

- e Q1.5

- f Q1.6

- g Q1.7

* Các chân ra báo hiệu khác

- Báo phục vụ ưu tiên Q1.0

- Báo quá tải Q2.0

- Báo thang ñi lên Q4.0

- Báo thang ñi xuống Q4.1



90

c. Một số cờ và biến nhớ sử dụng trong chương trình

- Cờ chạy lên M0.0

- Cờ chạy xuống M0.1

- ðếm lên M0.2

- ðếm xuống M0.3

- Báo bận M0.4

- Lpv2 (hàng ñợi lên phục vụ 2) M1.2

- Lpv 3 M1.3

- Lpv4 M1.4

- Lpv5 M1.5

- Lpv6 M1.6

- Lpv7 M1.7

- Lcpv 2 (hàng ñợi lên chờ phục vụ 2) M2.2

- Lcpv3 M2.3

- Lcpv4 M2.4

- Lcpv5 M2.5

- Lcpv6 M2.6

- Lcpv7 M2.7

- Xpv1 (hàng ñợi xuống phục vụ 1) M3.1

- Xpv2 M3.2

- Xpv3 M3.3

- Xpv4 M3.4

- Xpv5 M3.5

- Xpv6 M3.6

- Xcpv1 (hàng ñợi xuống chờ phục vụ 1) M4.1

- Xcpv2 M4.2

- Xcpv3 M4.3

- Xcpv4 M4.4

- Xcpv5 M4.5 - Xcpv6 M4.6



91

5.2.4.2 chương trình PLC ñiều khiển thang máy dang LAD



92



93



94



95



96



97



98



99



100



101



102



103



104



105



106



107



108



109



110



111



112



113



114



115



116



117



118



119



120



121



122

5.3. Thông số cài ñặt cho biến tần Fuji: a. Lựa chọn tốc ñộ thang máy từ các ñầu vào X1~X3

FWD/ REV

X3 (SS4)

X2 (SS2)

X1 (SS1)

Reference Speed

Selected Desciption of Speed

OFF OFF OFF OFF C04 Zero Speed ON OFF OFF ON C05 Manual Speed (middle) ON OFF ON OFF C06 Maintenance Speed ON OFF ON ON C07 Creep Speed ON ON C08 Manual Speed (LOW) ON ON ON C09 Low Speed ON ON ON C10 Middle Speed ON ON ON ON C11 High Speed

b. Bảng tham số cài ñặt:

* Chú ý: trước tiên cài hàm C21=2 trước ñể chọn ñơn vị tốc ñộ là Hz

Bảng tham số cài ñặt cho biến tần lift

CODE Tên và chức năng ðơn vị Mặc ñịnh

Giá tr ị cài ñặt Ghi chú

F – Nhóm các thông số cơ bản

F03 Tốc ñộ lớn nhất m/min 1800 ?? Tốc ñộ ñịnh mức

của ñộng cơ F04 Tốc ñộ ñịnh mức (C21=2) Hz 1500 50

F05 ðiện áp ñịnh mức V 380 400 ðiện áp ñịnh mức của ñộng cơ

F07 Thời gian tăng tốc, giảm tốc 1

S 6.00 4 ðiều chỉnh cho phù hợp với thang máy cụ thể.

F08 Thời gian tăng tốc, giảm tốc 2

S 6.00 3

F11 Mức phát hiện quá tải A 0 ?? ðặt bằng giá trị dòng ñịnh mức của ñộng cơ

F23 Tốc ñộ khởi ñộng m/min 6.00 0.5 ðiều chỉnh tham số này cho êm khi khởi ñộng F24 Thời gian giữ s 0 0.5

F25 Tốc ñộ dừng Hz 3.00 0 F26 ðộ ồn ñộng cơ kHz 15 15



123

F42 Phương thức ñiều khiển 0 0 ðiểu khiển véctơ với PG cho môtơ không ñồng bộ.

E – Nhóm các thông số của chân ñiều khiển

E01 Lựa chọn chức năng cho chân X1

0 0 SS1, ñể theo mặc ñịnh


1 1 SS2, ñặt theo mặc ñịnh


2 2 SS4, ñặt theo mặc ñịnh


8 8 RST, ñặt theo mặc ñịnh


63 63 BATRY, ñặt theo mặc ñịnh

E10 Thời gian tăng tốc, giảm tốc 3

S 6.00 1.8

ðiều chỉnh giá trị cho phù hợp với

Thang máy cụ thể


S 6.00 2.8


S 6.00 1.8


S 6.00 3.5


S 6.00 4.0


S 6.00 4.0


S 6.00 1.8


S 6.00 1.8 Dùng cho chế ñô chạy UPS

E20 Lựa chọn chức năng cho chân Y1

57 57 BRKS, ñiều khiển ñiện trở thắng


12 12 SW52-2, ñiều khiển contactor


71 71 DSAG, ñặt theo mặc ñịnh

E27 Lựa chọn chức năng cho Relay 30ABC

99 99 ALM, tín hiệu báo lỗi

C – Nhóm các thông số về Tốc ñộ

C01 Giới hạn momen khi chạy UPS

% 80%

C03 Tốc ñộ chạy chế ñộ cứu hộ Hz 0.00 3 Giá trị này ñặt tùy



124

C05 Tốc ñộ chạy bằng tay (UD) Hz 0.00 18 chọn theo từng nhà chế tạo thang máy C07 Tốc ñộ bò tầng Hz 0.00 3

C09 Tốc ñộ thấp Hz 0.00 20

C10 Tốc ñộ trung bình Hz 0.00 30

C11 Tốc ñộ cao Hz 0.00 52

C21 ðơn vị tốc ñộ ‘- 0 2 Hz

P - Nhóm tham số ñộng cơ

P01 Số cực Pole 4 4 Số cực ñộng cơ

P02 Công suất ñịnh mức kW ?? Công suất ñịnh mức ñộng cơ

P03 Dòng ñiện ñịnh mức A ?? Dòng ñiện ñịnh mức ñộng cơ

H – Nhóm hàm chức năng cao

H03 Khôi phục các tham số về mặc ñịnh

- 0 1 Chỉ cài tham số này khi muốn khôi phục mặc ñịnh

H64

Thời gian giữ tại tốc ñộ không (thời gian giữ lại không cho thang bị trôi)

S 0 0.6

ðặt tham số này khi lệnh chạy và lệnh chọn tần số ñưa ra tại cùng một thời ñiểm

H65 Thời gian khởi ñộng. S 0 1.00 ðiều chỉnh tham số này cho êm khi khởi ñộng

H66 Tốc ñộ dừng Hz 0 0 H67 Thời gian giữ thắng s 0 0.5 cài từ 0.5 tới 1

L – Nhóm các thông số chuyên dụng cho thang máy

L02 Số xung encoder p/r 1024 2048 Nhập vào số xung ghi trên Encoder

L19 Hệ số uốn 1 % 0 30

ðiều chỉnh các hệ số uốn tùy theo

từng thang máy cụ thể ñể thang chạy

êm

L20 Hệ số uốn 2 % 0 20

L21 Hệ số uốn 3 % 0 20

L22 Hệ số uốn 4 % 0 20

L23 Hệ số uốn 5 % 0 20

L24 Hệ số uốn 6 % 0 20

L25 Hệ số uốn 7 % 0 20

L26 Hệ số uốn 8 % 0 20



125

L27 Hệ số uốn 9 % 0 20

L28 Hệ số uốn 10 % 0 5

L36 Hằng số P ở tốc ñộ cao % 40 20 ñặt từ 10 tới 20%

L38 Hằng số P ở tốc ñộ thấp % 40 20 ñặt từ 10 tới 20%

L60 ðộ lợi chiều lên % 100 60

L60 ðộ lợi chiều xuống % 100 60

L82 ðiểu khiển Phanh (thời gian trễ khi ON)

S 0 0.2

L83 ðiều khiển Phanh (thời gian trễ khi OFF)

S 0 0.5

L85 ðiều khiển MC (thời gian trễ khi ON)

S 0 0.2

L86 ðiều khiển MC (thời gian trễ khi OFF)

S 0 0.5

L90 Phát hiện lỗi PG 1 0

Note: Chế ñộ Auto Turing của biến tần Lift, khi bị báo lỗi Er7 thì check các trường hợp sau

- Cài ñủ các thông số ñộng cơ, thông số encorder - Jum Enable còn nối - Chân xung A, B, Z từ encoder nối vào biến tần phải ñúng. và chú ý cả chiều ñộng cơ

cũng phải ñúng U, V, W. trong trường hợp ñã check A, B, Z nối ñúng rồi mà vẫn báo lỗi Er7 thì ñảo thứ tự pha ở ñầu ra U, V, W rồi thử turning lại.

• Khi không turning tham số thì cài các tham số ñộng cơ theo bảng tham khảo sau

Công suất ñộng cơ

Dòng ñịnh mức ñộng cơ (A)

Dòng không tải ñộng cơ (A) %R1 %X1

Hàm số cài ñặt F11, E34, E37, P03 P06 P07 P08

5.5kW 13.50 8.40 4.05 11.72

7.5kW 18.50 9.80 4.23 13.01

11kW 24.50 13.90 3.22 12.27

15kW 32.00 17.90 2.55 11.47

18.5kW 37.00 16.20 1.98 11.97

22kW 45.00 19.00 2.11 12.35



126

5.4. Thiết kế mô hình mô phỏng trên máy tính 5.4.1. Mục ñích

Do nhiều ñiều kiện không cho phép mô phỏng ñược chương trình chạy trên PLC thực do vậy

không nhìn trực quan ñược sự hoạt ñộng của thang máy khi sử dụng thuật toán ñiều khiển

trên. Vì vậy em ñã sử dụng thuật toán ñiểu khiển thang máy ñã ñược lập trên và dùng ngôn

ngữ lập trình Visual Basic ñể lập ra chương trình mô phỏng cho thang máy trên máy tính.

qua ñây ta có thể hiểu rõ ñược thuật toán ñiều khiển thang máy và nhìn thấy ñược, sự hoạt

ñộng của thang máy khi sử dụng thuật toán trên.



127

5.4.2 Giao diện chương trình :

Cabin

Các phím gọi thang lên và

xuống

Báo hướng chuyển ñộng thang máy

Led báo vị trí cabin

Các phím ñếm tầng

Các ô nhớ hàng ñợi

Cửa tầng



128

5.4.3 Mã lệnh của chương trình : Dim i, j, inc, curr As Integer Dim Run, Busy As Integer Dim Lpv(7), Xpv(7), Lcpv(7), Xcpv(7) As Boolean Dim st, dir, stlen, stxuong, stdung, stopen, cua As String Dim key(7), key1(7), key2(7) As Integer Dim vtcua As Integer Dim busymocua As Integer Dim giay As Integer Dim bien5 As Integer Dim nho(7) As Integer Dim st1, st2, st3 As String Dim itamdung As Integer Dim nhodung As Double Dim ut, iut As Integer Private Sub alam_Click() Timer6.Enabled = True End Sub Private Sub cmddung_Click() itamdung = itamdung + 1 If itamdung = 1 Then If Timer1.Enabled = True Then cmddung.Caption = "TiÕp Tôc" Timer1.Enabled = False Else itamdung = 0 End If Else itamdung = 0 cmddung.Caption = "T¹m Dõng" Timer1.Enabled = True End If



129

End Sub Private Sub cmduutien_Click() iut = iut + 1 If iut = 1 Then cmduutien.Caption = " Xo¸ -u tiªn" ut = 1 For i = 2 To 6 cmdlen(i).Enabled = True cmdxuong(i).Enabled = True Next cmdlen(7).Enabled = True cmdxuong(1).Enabled = True Else cmduutien.Caption = "¦u tiªn" iut = 0 ut = 0 End If End Sub Private Sub Command1_Click() End Sub Private Sub Form_Load() Dim X As Integer ut = 0 iut = 0 dir = "c:\Luan van-thang may-vu-nhan\hinh" cua = dir & "\cua" stlen = dir & "\len.jpg" stxuong = dir & "\xuong.jpg" stdung = dir & "\dung.jpg" stopen = dir & "\open.jpg" key(1) = 8760 key(2) = 7320 key(3) = 5880 key(4) = 4560 key(5) = 3000 key(6) = 1440 key(7) = 0 X = 100 key1(1) = 8760 - X key1(2) = 7320 - X



130

key1(3) = 5880 - X key1(4) = 4560 - X key1(5) = 3000 - X key1(6) = 1440 - X key1(7) = 0 - X key2(1) = 8760 + X key2(2) = 7320 + X key2(3) = 5880 + X key2(4) = 4560 + X key2(5) = 3000 + X key2(6) = 1440 + X key2(7) = 0 + X bysy = 0 vtcua = 0 For i = 1 To 7 Lpv(i) = False Lcpv(i) = False Xpv(i) = False Xcpv(i) = False Next j = 0 itamdung = 0 nhodung = False End Sub Private Sub Cmddentang_Click(Index As Integer) curr = Pt1.Top Cmddentang(Index).Enabled = False If key(Index) = curr And Busy = 0 Then mocua ElseIf Busy = 0 Then Busy = 1 If key(Index) < curr Then Run = 0 Lpv(Index) = True Else Run = 1 Xpv(Index) = True End If chaythangmay ElseIf key(Index) <> curr Then



131

If Run = 0 Then If key(Index) < curr Then Lpv(Index) = True Else Xcpv(Index) = True End If Else If key(Index) > curr Then Xpv(Index) = True Else Lcpv(Index) = True End If End If End If hienhangdoi End Sub Private Sub cmdlen_Click(Index As Integer) If ut <> 1 Then curr = Pt1.Top cmdlen(Index).Enabled = False If key(Index) = curr And Busy = 0 Then mocua Run = 0 Busy = 1 ElseIf key(Index) = curr Then If Run = 1 Then Lcpv(Index) = True End If ElseIf Busy = 0 Then Busy = 1 If key(Index) < curr Then Run = 0 Lpv(Index) = True Else Run = 1 Xpv(Index) = True nho(Index) = 1 End If chaythangmay Else If Run = 0 Then If key(Index) < curr Then Lpv(Index) = True



132

Else Lcpv(Index) = True End If Else Lcpv(Index) = True End If End If hienhangdoi End If End Sub Private Sub cmdxuong_Click(Index As Integer) If ut <> 1 Then curr = Pt1.Top cmdxuong(Index).Enabled = False If key(Index) = curr And Busy = 0 Then mocua Run = 1 Busy = 1 ElseIf key(Index) = curr Then If Run = 0 Then Xcpv(Index) = True End If ElseIf Busy = 0 Then Busy = 1 If key(Index) < curr Then Run = 0 Lpv(Index) = True nho(Index) = 1 Else Run = 1 Xpv(Index) = True End If chaythangmay Else If Run = 1 Then If key(Index) >= curr Then Xpv(Index) = True Else Xcpv(Index) = True End If Else Xcpv(Index) = True End If



133

End If hienhangdoi End If End Sub Private Sub cmddongnhanh_Click() If busymocua = 1 Then Txtdongho.Text = "" Timer3.Enabled = False Timer2.Enabled = False dongcua giay = 0 End If End Sub Private Sub Cmdmocua_Click() If vtcua < 12 Then If Busy = 0 Then busymocua = 1 mocua Else If busymocua = 1 Then Txtdongho.Text = "" Timer4.Enabled = False mocua End If End If End If End Sub Private Sub cmdonof_Click() j = j + 1 If j = 1 Then alam.Enabled = True Frame1.Visible = False Im1.Visible = True Txtdongho.Visible = True cmduutien.Enabled = True cmdonof.Caption = "OFF" For i = 1 To 7 Cmddentang(i).Enabled = True hdlpv(i).Enabled = True hdlcpv(i).Enabled = True hdxpv(i).Enabled = True hdxcpv(i).Enabled = True



134

Next For i = 2 To 6 cmdlen(i).Enabled = True cmdxuong(i).Enabled = True Next cmdxuong(1).Enabled = True cmdlen(7).Enabled = True Cmdmocua.Enabled = True cmddongnhanh.Enabled = True For i = 1 To 4 Frame(i).Enabled = True Next Else End End If End Sub Private Sub chaythangmay() Dim dem, dem1 As Double If Busy = 1 And busymocua = 0 Then If Run = 0 Then dem = False For i = 1 To 7 If Lpv(i) = True Then dem = True End If Next If dem Then inc = -10 Timer1.Enabled = True Else dem = False For i = 7 To 1 Step -1 If Xcpv(i) = True And Pt1.Top > key(i) Then Xcpv(i) = False Lpv(i) = True nho(i) = 1 dem = True Exit For End If Next If dem Then hienhangdoi Timer1.Enabled = True Else



135

For i = 1 To 7 If Xcpv(i) = True Then Xpv(i) = Xcpv(i) Xcpv(i) = False dem = True End If Next If dem Then dem1 = False inc = 10 Run = 1 For i = 7 To 1 Step -1 If Xpv(i) = True And Pt1.Top = key(i) Then vtcua = 0 dem1 = True Exit For End If Next hienhangdoi If dem1 Then mocua Else Timer1.Enabled = True End If Else For i = 1 To 7 If Lcpv(i) = True Then Xpv(i) = True Lcpv(i) = False inc = 10 Run = 1 dem = True Exit For End If Next hienhangdoi If dem Then Timer1.Enabled = True Else Timer1.Enabled = False Busy = 0 End If End If End If



136

End If Else 'run =1 dem = False For i = 1 To 7 If Xpv(i) = True Then dem = True End If Next If dem Then inc = 10 Timer1.Enabled = True Else For i = 1 To 7 If Lcpv(i) = True And key(i) > Pt1.Top Then Lcpv(i) = False Xpv(i) = True nho(i) = 1 dem = True Exit For End If Next If dem Then hienhangdoi Timer1.Enabled = True Else For i = 1 To 7 If Lcpv(i) Then Lpv(i) = True Lcpv(i) = False dem = True End If Next If dem Then inc = -10 Run = 0 dem1 = False For i = 1 To 7 If Lpv(i) = True And key(i) = Pt1.Top Then vtcua = 0 dem1 = True Exit For End If Next hienhangdoi



137

If dem1 Then mocua Else Timer1.Enabled = True End If Else For i = 7 To 1 Step -1 If Xcpv(i) = True Then Xcpv(i) = False Lpv(i) = True inc = -10 Run = 0 dem = True Exit For End If Next hienhangdoi If dem Then Timer1.Enabled = True Else Timer1.Enabled = False Busy = 0 End If End If End If End If End If End If Hienhuongdi End Sub Private Sub offalam_Click() Timer6.Enabled = False Label5.BackColor = &H8000000F End Sub Private Sub Timer1_Timer() curr = curr + inc Pt1.Top = curr For i = 1 To 7 If Run = 0 Then If Pt1.Top = key2(i) And Lpv(i) Then Timer1.Interval = 100 End If



138

Else If Pt1.Top = key1(i) And Xpv(i) Then Timer1.Interval = 100 End If End If Next For i = 1 To 7 If Run = 0 Then If Pt1.Top = key(i) And Lpv(i) Then Timer1.Enabled = False mocua End If Else If Pt1.Top = key(i) And Xpv(i) Then Timer1.Enabled = False mocua End If End If Next hientang End Sub Private Sub mocua() Timer1.Interval = 1 busymocua = 1 Hienhuongdi Timer4.Enabled = False Timer2.Enabled = True End Sub Private Sub dongcua() Timer4.Enabled = True End Sub Private Sub Timer2_Timer() Dim mocua As String vtcua = vtcua + 1 mocua = cua & vtcua & ".jpg" If vtcua >= 13 Then Timer2.Enabled = False Txtdongho.Text = 0 vtcua = 12 Timer3.Enabled = True



139

Else Im1.Picture = LoadPicture(mocua) End If End Sub Private Sub Timer3_Timer() giay = giay + 1 Txtdongho.Text = giay If ut <> 1 Then If giay = 10 Then Timer3.Enabled = False dongcua giay = 0 End If End If End Sub Private Sub Timer4_Timer() Dim mocua As String vtcua = vtcua - 1 mocua = cua & vtcua & ".jpg" If vtcua = 0 Then Timer4.Enabled = False busymocua = 0 Txtdongho.Text = "" xoanho End If Im1.Picture = LoadPicture(mocua) End Sub Private Sub xoanho() For i = 1 To 7 If Pt1.Top = key(i) Then If Run = 0 Then Lpv(i) = False If i = 1 Or nho(i) = 1 Then cmdxuong(i).Enabled = True nho(i) = 0 Else cmdlen(i).Enabled = True End If Else Xpv(i) = False



140

If i = 7 Or nho(i) = 1 Then cmdlen(i).Enabled = True nho(i) = 0 Else cmdxuong(i).Enabled = True End If End If Cmddentang(i).Enabled = True End If Next If Busy = 0 Then For i = 1 To 7 If key(i) = Pt1.Top Then Cmddentang(i).Enabled = True If i <> 1 Then cmdlen(i).Enabled = True End If If i <> 7 Then cmdxuong(i).Enabled = True End If End If Next End If hienhangdoi chaythangmay End Sub Private Sub Hienhuongdi() Dim sthien As String If busymocua = 1 Then sthien = stopen ElseIf Busy = 0 Then sthien = stdung Im1.Enabled = True ElseIf Run = 0 Then sthien = stlen Else sthien = stxuong End If For i = 0 To 7 ImRun(i).Picture = LoadPicture(sthien) Next End Sub Private Sub hientang() Dim Vt As Double



141

Dim Tang As Integer Vt = Pt1.Top If Run = 0 Then If Vt > key(2) Then Tang = 1 ElseIf Vt > key(3) Then Tang = 2 ElseIf Vt > key(4) Then Tang = 3 ElseIf Vt > key(5) Then Tang = 4 ElseIf Vt > key(6) Then Tang = 5 ElseIf Vt > key(7) Then Tang = 6 Else Tang = 7 End If Else If Vt < key(6) Then Tang = 7 ElseIf Vt < key(5) Then Tang = 6 ElseIf Vt < key(4) Then Tang = 5 ElseIf Vt < key(3) Then Tang = 4 ElseIf Vt < key(2) Then Tang = 3 ElseIf Vt < key(1) Then Tang = 2 Else Tang = 1 End If End If For i = 0 To 7 txthientang(i) = Tang Next End Sub Private Sub hienhangdoi() For i = 1 To 7 If Lpv(i) Then hdlpv(i).Value = 1



142

Else hdlpv(i).Value = 0 End If If Lcpv(i) Then hdlcpv(i).Value = 1 Else hdlcpv(i).Value = 0 End If If Xpv(i) Then hdxpv(i).Value = 1 Else hdxpv(i).Value = 0 End If If Xcpv(i) Then hdxcpv(i).Value = 1 Else hdxcpv(i).Value = 0 End If Next End Sub Private Sub Timer5_Timer() st1 = Form1.Caption st2 = Left(st1, 1) st3 = Right(st1, Len(st1) - 1) st1 = st3 + st2 Form1.Caption = st1 End Sub Private Sub Timer6_Timer() bien5 = bien5 + 1 If bien5 = 1 Then Label5.BackColor = vbRed Else bien5 = 0 Label5.BackColor = &H8000000F End If End Sub



143

5.4.4 Hướng dẫn sử dụng chương trình Do chương trình có sử dụng một số ảnh ñồ hoạ ñi kèm nên ñể chạy ñược chương

trình phải copy toàn bộ thư mục của chương trình vào ổ C của máy tính rồi tiến hành chạy

chương trình.

Khi chạy một Form ñược hiện lên có giao diện như trên. ấn nút On ñể khởi ñộng hệ

thống. Sau khi ấn nút On thì hệ thống bắt ñầu làm việc và mặc ñịnh thang máy ñang ở tầng

1. Tại các cửa tầng có bố trí các nút ñể gọi thang, cac ñèn Led hiển thị hướng chuyển ñộng

của thang, vị trí của thang và sử dụng các phím gọi thang như thang máy thông thường.

Chương trình sẽ hoạt ñộng phục vụ tất cả các lệnh của người sử dụng. Và trong quá trình

làm việc chương trình luôn luôn hiển thị các hàng ñợi. Phần tử nào có mặt trong hàng ñợi

nào thì sẽ có dấu tích vào vị trí tương ứng trong hàng ñợi ñó. Khi ñã phục vụ hết các lệnh thì

thang máy tạm dừng ở vị trí cuối cùng khi phục vụ song và tiếp tục chờ lệnh ñể phục vụ tiếp.


Chương VI: Mô phỏng

144

Chương VI: MÔ PHỎNG

6.1 Yêu cầu thực thế :

Giải sử yêu cầu thực tế của một thang chở người như sau:

Tại tầng 1 có 3 A, B, C người cần di lên và lộ trình của từng người như sau:

Tên người A B C

Nơi yêu cầu Tầng 4 Tầng 6 Tầng 7

Trong lúc thang di lên ñến tầng 4 thi tại tầng 2 có 4 người: D, E nhu cầu ñi lên và F, H nhu cầu di xuống như sau:

Tên người D E F H

Nơi yêu cầu Tầng 4 Tầng 5 Tầng 1 Tầng 1

6.2 Mô phỏng :

Theo giải thuật mà nhóm thực thiện thiết kế thì thang máy sẽ chay theo lộ trình như sau:

Tầng 1 : A,B,C Tầng 4 : A xuống, B,C ñợi phục vụ Tầng 6 : B

xuống ,C ñợi phục vụ Tầng 7: C xuống Tầng 2: D,F,G,H ñợi

phục vụ Tầng 1: F,H xuống ,D,F ñợi phục vụ Tầng 4 : D

xuống ,E ñợi phục vụ Tầng 5 : E xuống Kết thúc quá trình mô phỏng

Đi lên Đi lên

Đi lên Đi xuống


Chương VI: Mô phỏng

145

Thực hiện mô phỏng:


Chương VII: kết quả

146

CHƯƠNG VII: K ẾT QUẢ

7.1 Kết quả mô phỏng:

Chương trình mô phỏng ñã mô phỏng hoàn toàn chính xác giả thiết mô phỏng

7.2 Kết Luận:

Qua quá trình mô phỏng các tình huống thực tế của thang máy thì chương trình mô phỏng ñã thực hiện chính xác các bước phục vụ thang máy cho hành khách một cách nhanh nhất và tối ưu nhất. Do ñó lưu ñồ và giải thuật do nhóm thực hiện ñề tài thiết kế ñã chạy tương ñối chính xác

ðã hoàn thành suất sắc mục tiêu ñề ra cho việc thiết kế một hệ thống ñiều khiển tối ưu cho thang máy

7.3 Hướng phát triển ñề tài:

Tiếp tục cải tiến chương trình ñiều khiển cho thang máy tối ưu hơn nữa , thực hiện thiết kế hệ thống ñiều khiển thang máy cho tòa nhà có nhiều luồn thang máy

Tiếp tục thiết kế cho tòa nhà có tầng cao hơn

Cải tiến tốc ñộ phục vụ của thang máy

PHẦN C :Tài li ệu tham khảo

Taøi Lieäu Tham Khaûo 1.Thang máy –Nguyễn Danh Vàn

2.Thang máy –cấu tạo- lựa chọn-lắp ñặt và sử dụng ----Vũ Liêm Chính.

3.www.thiennam.com 4. http://pacificelevator.com

Documents

He Thong Dieu Khien Thang May